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DNA纳米结构及其用途制造技术

技术编号:40188299 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-26 23:51
本发明专利技术提供了一种DNA纳米结构及其用途,属于生物化学分析技术领域。本发明专利技术提供的DNA纳米结构包括由b*‑c*‑d‑e形成的长模板序列以及由ab形成的核仁素适配体序列和由c形成的支撑序列构成的短序列,其相互组装并连接到AuNPs表面;其中,e和b*部分互补,但不发生分子间和分子内的结合。本发明专利技术的策略在于在DNA纳米结构的组装和解组装过程中可实现了时空逻辑控制,并且此组装和解组装过程能够实现对多种生物标志物的依次检测、成像,降低对多种生物标志物检测的信号假阳性结果,丰富了DNA纳米技术的应用范围,为精准医学检验应用提供思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物化学分析,尤其涉及到一种dna纳米结构及其用途。


技术介绍

1、受大自然的启发,研究人员开发了多种方法,通过结合部位非共价键结合或断裂来实现多种材料的动态组装和解组装。特别是,基于dna序列的可编程性和易于预测的热力学稳定性,被证明是一种强大、通用的建筑材料,能够预测设计更复杂精细的结构,包括dna纳米机器、纳米组装体、纳米步行器等。与生物学相结合后,这些组装的dna纳米结构提供了多种应用,包括生化分析、生物传感、分子运算和货物运输。最近,在特定刺激的输入下,设计可触发的dna组装或解组装已被广泛的投入应用。例如:具有特异性识别的dna纳米结构单元,可通过粘性末端链置换结合形成不同形状或对称排列的组装体;具有核酸适配体的纳米组装体可与目标物结合引发解组装。

2、尽管取得了很大的进展,然而在许多条件下,在活细胞中同时空dna结构的组装和解组装仍然是一个挑战。由于缺乏底层技术,动态的同时空组装和解组装的设计原理尚未得到解决。但利用病理部位的特定线索来实现对dna结构的同时空组装和解组装,却可以为生物医学应用带来巨大的希望。

3、生物标志物是一类可以标记组织、细胞及亚细胞结构或功能的改变或可能发生的改变的生化指标,它们的存在或量变可以用于提示疾病的诊断、分类、预后判断以及治疗指导。肿瘤现阶段仍然被认为是影响人类健康的一类重大疾病,尽管现代医学不断发展,但至今也没有有效的药物治疗癌症,早期诊断、早期治疗仍然是治疗癌症的最有效手段。因此,如果能够将上述手段相结合,利用组装和解组装过程实现对多种生物标志物的检测、成像,并降低对多种生物标志物检测的信号假阳性结果,这可有效丰富dna纳米技术的应用范围,为精准医学检验应用提供思路。


技术实现思路

1、本专利技术提供了一种dna纳米结构及其用途,本专利技术的策略在于在dna纳米结构的组装和解组装过程中可实现了时空逻辑控制,并且此组装和解组装过程能够实现对多种生物标志物的依次检测、成像,降低对多种生物标志物检测的信号假阳性结果,丰富了dna纳米技术的应用范围,为精准医学检验应用提供思路。

2、为了达到上述目的,本专利技术提供了一种dna纳米结构,包括由b*-c*-d-e形成的长模板序列以及由ab形成的核仁素适配体序列和由c形成的支撑序列构成的短序列,其相互组装并连接到aunps表面;

3、其中,e和b*部分互补,但不发生分子间和分子内的结合。

4、作为优选,b*-c*-d-e序列由三部分组成,分别为头部hs、尾部cy5以及中间部,所述中间部的序列如seq id no:1所示,并且在所述中间部序列的3’末端第七个核苷酸处设有ap位点,核仁素适配体序列由两部分组成,包括头部序列以及在头部序列3’末端修饰的fam基团,其中,所述头部序列如seq id no:2所示,支撑序列如seq id no:3所示。

5、本专利技术还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的dna纳米结构在响应生物标志物引发组装和解组装中的用途。

6、作为优选,所述生物标志物包括第一生物标志物核仁素和第二生物标志物无嘌呤/无嘧啶核酸内切酶1ape1。

7、作为优选,上述反应发生在同种dna纳米结构之间,且所述dna纳米结构在反应之初是惰性的。

8、作为优选,包括以下步骤:

9、第一dna纳米结构与第一生物标志物核仁素发生特异性结合后,表面竞争暴露的b*与第二dna纳米结构的黏性末端e区域结合,引发分子间的相互组装,同时,b*和e形成的含空碱基位点的双链结构被第二生物标志物ape1特异性识别并剪切,引发解组装,从而实现多种生物标志物触发的dna纳米结构的同时空组装和解组装。

10、作为优选,所述dna纳米结构在ab的3’端和e的3’端分别修饰有fam和cy5两种荧光基团。

11、作为优选,在利用基于荧光基团的荧光分析法来监测dna纳米结构的组装和解组装的过程中,所检测到的荧光信号与加入的两种生物标志物浓度与成正比。

12、本专利技术还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的dna纳米结构在组装和解组装过程实现细胞内核仁素和apei的检测成像中的用途。

13、与现有技术相比,本专利技术的优点和积极效果在于:

14、本专利技术以模块化工程方法实现了内源性生物标志物触发的dna纳米结构组装和解组装。在本专利技术中,dna纳米结构最初是惰性的,因为起始的dna链是成对预杂交的。生物标志物一竞争结合成对链中的一条,并释放其补体,释放的补体与另一个dna纳米结构结合引发组装,生物标志物二可对dna纳米结构组装结合部位进行剪切进而引发解组装。本专利技术的策略在于在dna纳米结构的组装和解组装过程中可实现了时空逻辑控制,并且此组装和解组装过程能够实现对多种生物标志物的依次检测、成像(即该方法会在响应标志物一后才会响应标志物二,观测时也是在观测到第一种荧光后,才能观测到第二种荧光),降低对多种生物标志物检测的信号假阳性结果,丰富了dna纳米技术的应用范围,为精准医学检验应用提供思路。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.DNA纳米结构,其特征在于,包括由b*-c*-d-e形成的长模板序列以及由ab形成的核仁素适配体序列和由c形成的支撑序列构成的短序列,其相互组装并连接到AuNPs表面;

2.根据权利要求1所述的DNA纳米结构,其特征在于,b*-c*-d-e序列由三部分组成,分别为头部HS、尾部Cy5以及中间部,所述中间部的序列如SEQ ID NO:1所示,并且在所述中间部序列的3’末端第七个核苷酸处设有AP位点,核仁素适配体序列由两部分组成,包括头部序列以及在头部序列3’末端修饰的FAM基团,其中,所述头部序列如SEQ ID NO:2所示,支撑序列如SEQ ID NO:3所示。

3.根据权利要求1或2所述的DNA纳米结构在响应生物标志物引发组装和解组装中的用途。

4.根据权利要求3所述的用途,其特征在于,所述生物标志物包括第一生物标志物核仁素和第二生物标志物无嘌呤/无嘧啶核酸内切酶1APE1。

5.根据权利要求3所述的用途,其特征在于,上述反应发生在同种DNA纳米结构之间,且所述DNA纳米结构在反应之初是惰性的。

6.根据权利要求3-5任一项所述的用途,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求3-5任一项所述的用途,其特征在于,所述DNA纳米结构在ab的3’端和e的3’端分别修饰有FAM和Cy5两种荧光基团。

8.根据权利要求7所述的用途,其特征在于,在利用基于荧光基团的荧光分析法来监测DNA纳米结构的组装和解组装的过程中,所检测到的荧光信号与加入的两种生物标志物浓度与成正比。

9.根据权利要求1或2所述的DNA纳米结构在组装和解组装过程实现细胞内核仁素和APEI的检测成像中的用途。

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【技术特征摘要】

1.dna纳米结构,其特征在于,包括由b*-c*-d-e形成的长模板序列以及由ab形成的核仁素适配体序列和由c形成的支撑序列构成的短序列,其相互组装并连接到aunps表面;

2.根据权利要求1所述的dna纳米结构,其特征在于,b*-c*-d-e序列由三部分组成,分别为头部hs、尾部cy5以及中间部,所述中间部的序列如seq id no:1所示,并且在所述中间部序列的3’末端第七个核苷酸处设有ap位点,核仁素适配体序列由两部分组成,包括头部序列以及在头部序列3’末端修饰的fam基团,其中,所述头部序列如seq id no:2所示,支撑序列如seq id no:3所示。

3.根据权利要求1或2所述的dna纳米结构在响应生物标志物引发组装和解组装中的用途。

4.根据权利要求3所述的用途,其特征在于,所述生物标...

【专利技术属性】
技术研发人员:王文晓赵婷婷方怡王磊
申请(专利权)人:临沂大学
类型:发明
国别省市:

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