[发明专利]发夹式DNA修饰的金胶纳米粒子及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物纳米材料合成技术领域，更具体地说是涉及一类新型的寡聚核苷酸高度修饰的金胶纳米粒子及其合成方法。  

背景技术

纳米粒子具有比表面大，可携带大量的信号因子特点。其中，金胶纳米粒子具有制备技术成熟、易于化学修饰、抗氧化性强、生物相容性好、密度高和光电特性好等优点，近年来在对核酸、蛋白质等生物分子检测的光分析和电分析中的应用研究得到迅速发展。最近相关文献报道了寡聚核苷酸修饰的金纳米粒子合成及应用，将其作为检测蛋白质以及核酸等生物分子标记及信号放大手段。但目前，在金胶纳米粒子上修饰的寡聚核苷酸都是单链形式。例如有研究报道在金胶纳米粒子上同时修饰两种寡聚核苷酸单链(ssDNA)，其中一种单链为靶DNA的探针，另一种单链与条码DNA单链互补（如文献J.M. Nam, S.I. Stoeva, C.A. Mirkin，Bio-bar-code-based DNA detection with PCR-like sensitivity，J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 5932-5933所报道）、或者本身被标记后作为生物条码DNA（如文献D.B. Zhu, Y.B. Tang, D. Xing, W.R. Chen, PCR-free quantitative detection of genetically modified organism from raw materials. An electrochemiluminescence-based bio bar code method，Anal. Chem. 80 (2008) 3566–3571所报道）。当采用这样经过寡聚核苷酸修饰的金胶纳米粒子对靶DNA进行检测时，普遍存在检测或标记步骤繁琐耗时、需要使用昂贵的检测仪器、对空白样品的检测背景大等缺点。为克服现有技术不足，探讨检测蛋白质、核酸等生物分子的新型寡聚核苷酸修饰的金胶纳米粒子十分必要，也是目前生物纳米材料合成以及生物技术领域研究的热点。

发明内容

本发明目的在于提供一类新型寡聚核苷酸高度修饰的金胶纳米粒子，即发夹式DNA（hpDNA）和ssDNA双组分修饰的金胶纳米粒子，使其应用于检测蛋白质、核酸等生物分子时简单、快捷，便于应用；另一目的在于提供其合成方法。

为实现本发明目的，选用hpDNA和ssDNA双组分修饰金胶纳米粒子，原理及具体技术方案如下：

hpDNA是生物体内自然存在的，由于其DNA链上含有反向排列的相同顺序的互补碱基序列，从而形成链内碱基配对的DNA结构。双链DNA（dsDNA）嵌入剂可通过嵌入相邻的两个碱基对之间而与hpDNA特异性（相对于ssDNA）结合。利用此性质，本发明合成的新型寡聚核苷酸修饰的金胶纳米粒子可以不需提前进行化学标记，而直接与具有光活性或电化学活性的dsDNA嵌入剂结合，从而实现对靶DNA、蛋白质以及其它生物分子的简单、快捷、高灵敏度、高特异性检测。

合成方法如下：

a、采用四氯金酸盐-柠檬酸钠还原法合成金胶纳米粒子：将四氯金酸盐溶液加热至沸腾，加入预热的柠檬酸三钠溶液,搅拌回流反应12-30分钟，而后将反应液自然冷却至室温，滤膜过滤，收集滤液并置冰箱避光保存；

b、向含有HS-hpDNA、HS-ssDNA和CpDNA的溶液中加入 三（2-甲酰乙基）膦盐酸盐水溶液，混合均匀后向体系中加入2×TE缓冲液, 活化1-2小时；

c、向步骤（b）活化后的DNA溶液中加入步骤（a）制得的胶体金溶液，而后将两者混合液置摇床上振荡反应10-20小时(25℃左右、150rpm)；

d、反应完成后向反应液里加入1×TE缓冲液，室温放置15-30小时进行老化；

e、最后将反应液在低温下高速（10000-20000rpm）离心20分钟左右，将离心所得沉淀重新溶解于1×TE缓冲液中，低温下保存。