[发明专利]配体偶联的量子点纳米颗粒和使用它们检测DNA甲基化的方法

说明书

本公开涉及偶联量子点纳米颗粒、制备这种偶联量子点纳米颗粒的方法，以及使用这种偶联量子点纳米颗粒检测DNA甲基化的方法。在一个实施方案中，量子点与识别甲基化DNA碱基的抗体(例如抗5‑甲基胞嘧啶抗体、抗5‑羟甲基胞嘧啶抗体、抗5‑甲酰基胞嘧啶抗体、抗5‑羧酰胞嘧啶抗体或抗N6‑甲基腺嘌呤抗体)偶联。

技术领域

本文公开的实施方案涉及与配体偶联的量子点纳米颗粒，特别是与甲基化特异性结合配体偶联的量子点纳米颗粒。实施方案还包括制备这种偶联的量子点纳米颗粒的方法，以及使用这种偶联的量子点纳米颗粒检测DNA甲基化的方法。

背景技术

DNA甲基化是细胞用于控制基因表达的表观遗传过程，并且在正常和疾病生物学中具有重要功能。通过例如衰老和疾病改变DNA甲基化可导致不规则甲基化，其可导致哺乳动物中的许多复杂疾病，例如心脏病、糖尿病、神经系统疾病，和癌症。参见，例如，Okhov-Mitsel et al.，Cancer Medicine，237-260，2012Review。例如，DNA甲基化通过沉默肿瘤抑制基因而促成致癌作用。参见，例如，Jones et al.，Nat.Rev.Genet.，3，415-428，2002。

目前用于检测DNA甲基化的方法是耗时的并且需要多个耗时的步骤，包括进行聚合酶链反应(PCR)和测序。参见，例如，Okhov-Mitsel et al.，Cancer Medicine，237-260，2012Review。此外，由于常规荧光染料产生的弱信号和缺乏信号放大方法，特异性抗甲基化DNA抗体的可用性未能简化检测过程。此外，已知的分析方法缺乏可靠性，并且受探针设计和杂交效率和伪影所限制。参见，上述援引。其结果是，难以实现异常DNA甲基化的检测，这限制了对特定疾病，例如癌症，中DNA甲基化的作用和模式的理解。参见，Suzuki et al.，Asian Pac.J.Cancer Prev.，2006Apr-Jun；7(2)：177-185。

需要检测DNA甲基化的新方法，例如，用于体内和体外监测老化、致癌作用、衰老，和其它细胞活动。

发明内容

所公开的实施方案包括通过酰胺、酯、硫酯或硫醇锚定基团直接在量子点纳米颗粒的无机表面上，或在用于使纳米颗粒具有水溶性和生物相容性的有机冠层上与配体，例如甲基化特异性结合配体，键合(例如，共价键合或物理键合(通过离子配对或范德瓦尔斯相互作用))的量子点纳米颗粒。这样的实施方案可用于例如实时检测DNA甲基化。

在一个实施方案中，量子点纳米颗粒与甲基化特异性结合配体连接。量子点纳米颗粒可以与甲基化特异性结合配体共价连接。共价键可以通过酰胺、酯、硫酯或硫醇锚定基团直接在量子点纳米颗粒的无机表面上，或间接地在用于使纳米颗粒具有水溶性的有机冠层上。在一些实施方案中，水溶性量子点纳米颗粒包括一种半导体材料的核和在一些实施方案中的至少一层包含不同半导体材料的壳，而在其他实施方案中，水溶性量子点纳米颗粒包括合金半导体材料，其具有通过组分渐变合金化向外增加的带隙值。

在某些实施方案中，所述光响应量子点(QD)包括具有配体相互作用剂和表面改性配体的水溶性QD纳米颗粒。可以通过在包含六甲氧基甲基三聚氰胺的溶液中将所述配体相互作用剂和所述表面修饰配体化学加成到所述QD来形成所述水溶性QD纳米颗粒。在特定实施方案中，所述配体相互作用剂是C₈-C₂₀脂肪酸及其酯，而所述表面改性配体是单甲氧基聚环氧乙烷。

在某些实施方案中，所述水溶性纳米颗粒包括能够结合甲基化特异性结合配体的封端配体。在某些实施方案中，所述封端配体选自：硫醇、羧基、胺、磷化氢、氧化膦、膦酸、次膦酸、咪唑、OH、硫醚和杯芳烃基团。

在一个实施方案中，所述纳米颗粒通过酰胺键与所述甲基化特异性结合配体共价连接。

在一个实施方案中，本发明提供一种配体纳米颗粒偶联物，其包含：包含核半导体材料、官能化有机涂层，和外层的量子点，其中所述外层包含甲基化特异性结合配体。