[发明专利]纳米金颗粒在DNA折纸芯片上的可控分布方法

说明书

本申请是中国发明专利申请“纳米金颗粒在DNA折纸芯片上的可控分布方法”的分案申请，申请号为201010503080.4，申请日为2010年10月12日。

技术领域

本发明涉及的是一种纳米技术领域的分布方法，特别是基于非对称二维DNA折纸术芯片为模板，构建5nm纳米颗粒在DNA折纸芯片上的可控分布方法。

背景技术

纳米金(nanogold)是指金的微小颗粒，其直径为1一100nm，一般为分散在水中形成的胶体溶液，故又称胶体金。在纳米金颗粒表面吸附着某种化学物质，单体纳米金颗粒是非常稳定的。金纳米粒子电子密度高，具有量子尺寸效应，小体积效应和表面效应，可以通过静电引力、疏水效应等多种作用形式与大分子结合形成稳定的胶体金探针。在过去40多年来，纳米金颗粒已经被广泛应用于免疫细胞化学以及生物标记等生物技术中。

2006年，加州理工大学的Rothemund提出、设计、并实现了DNA折纸术。[RothemundPw.Nature2006，440，297)。Rothemund在最初的文章中折出了六种图形，虽然各具特色，但不难发现它们全部是对称图形。DNA折纸术排布纳米金按照方式方法的不同大体可分为三类：第一类是寡核苷酸杂交法。在纳米金颗粒上修饰某寡核苷酸链(实际一个金球表面会连很多链)，然后把它加入折纸术图形中，由于订书钉链上会伸出与该寡核苷酸链互补的探针，所以金球将通过核酸链的杂交而结合到图形的特定位置上[L。JD，PintoY，SeelllanNc，et al.Nano LetterS 2004，4，2343]。第二类是直接组装法。既然纳米金可以与DNA结合，那么就有可能让其直接参与折纸术图形自组装过程，自组装完成的同时，也就形成了这些小分子的排布[SharmaJ，ChhabraR，Andersen CS，et al.J Am Chem Soc 2008，130，7820]。第三类是其他方法。其他连接纳米金的方法还有很多，比如Chengde Mao组开发的分子光刻法(molecular lithography)〔DengZ，Mao C.Angew Chem Int Ed Engl2004，43，4068〕，等等。

公开文献记载了张钊等在先进材料上发表名为空间可寻址免索引的液相非对称DNA折纸芯片文章中公开了DNA折纸芯片订书钉链序列表[zhaoz，Yingw，et al.AdyMater 2010，22，1]，该文利用仿中国地图形状的非对称二维DNA折纸术为模板，在模板上设计和引出特定的寡核苷酸序列作为连接位点，通过和修饰了互补序列DNA短链的生物素一亲和素系统杂交结合，把纳米粒子结合到折纸芯片上，同时，还对纳米粒子的结合位置进行了比较。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种纳米颗粒在DNA折纸芯片上的可控分布方法。本发明采用现有技术相同的DNA折纸芯片订书钉链序列表，方向是从左到右为5’一3’。但是，本发明中模板上设计结合位点的位置和伸出特定的寡核苷酸序列在制备DNA折纸芯片时，需将带伸出寡核苷酸捕获探针的订书钉链替换列表中相同序列号的订书钉链即可。本发明通过利用寡核苷酸序列修饰和杂交的方法，在仿中国地图形状的纳米折纸术结构上连接5nm粒径胶体金颗粒，从而实现纳米颗粒在DNA折纸芯片上的可控分布。

本发明是通过以下三种技术方案实现的：

技术方案一

技术方案一包括步骤如下：

第一步，利用DNA折纸术构造一个非对称二维图形，制备DNA折纸芯片；

所述的非对称二维图形，在特定位置的订书钉链末端伸出寡核苷酸捕获探针，让它与末端修饰5nm粒径胶体金颗粒的目标链一对一杂交。

所述的非对称二维图形是依靠M13mp18噬菌体的单链DNA，长达7249个碱基脚手架长链光栅填充式的反复折叠形成的，而图形则来自用于绑定的229条短订书钉链。

所述的DNA折纸芯片的制备方法：

(1)把所有要用的100μM订书钉链，包括形成非对称二维图形的、伸出探针的等体积混合，再稀释20倍备用；

订书钉链伸出寡核苷酸捕获探针序列号为9。

(2)在96孔板上混合总量为30μl的溶液：0.025μM订书钉链：22μl；1/2浓度的M13mp18：1μl；1×TAE-Mg2+buffer：7μl。

第二步，制备胶体金探针；

第二步中所述的胶体金探针制备方法：