[发明专利]一种pH响应型自辅因子DNAzyme ZnO纳米探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种pH响应型自辅因子DNAzyme ZnO纳米探针及其制备方法与应用，包括如下步骤：1)将ZnO纳米粒子的Tris溶液与多巴胺Tris溶液混合后，超声处理设定时间；2)离心去除多余的多巴胺溶液，将ZnO纳米粒子分散在DEPC处理的超纯水中，得到混合液A；3)将混合液A与设定浓度的识别发夹DNA混合后，涡旋设定时间，离心去除多余发夹DNA，即得。

技术领域

本发明属于功能纳米材料和生物检测领域，具体涉及一种pH响应型自辅因子DNAzyme ZnO纳米探针及其制备方法与在microRNA的多重检测和活细胞成像中的应用。

背景技术

MicroRNA(miRNA)是一类存在于真核细胞内的非编码内源性RNA分子，由18-24个碱基组成。MiRNA通过降解靶基因mRNA或者抑制其转录后翻译调控基因表达。MiRNA能够调控一系列生理学过程，例如细胞的增殖、分化和凋亡。越来越多的研究表明miRNA的异常表达与癌症的发生和发展密切相关。因此，miRNA已经被作为癌症的诊断标志物和治疗靶点使用。在miRNA的调控网络中，多种miRNA以同时和协同的方式调控生物学过程。因此，细胞内miRNA的多重检测对于癌症的准确诊断和治疗至关重要。

最近，基于一步链置换的方法被提出用于细胞内miRNA的检测。然而，由于细胞内miRNA较低的表达水平，所以需要具有更高灵敏度的方法。基于此，一些基于酶的信号放大方法被提出。然而，将酶递送进细胞需要将细胞固定和脱水。这可能会造成细胞的损伤和死亡，不能满足活细胞内miRNA检测的需求。为解决此问题，一些无酶的信号放大方法被提出，例如催化发夹自组装、杂交链式反应和DNAzyme切割放大反应。其中，DNAzyme切割放大反应由于较低的背景信号和较快的反应速率受到了广泛关注。乐晓春课题组构建了一种DNAzyme驱动的三维DNA行走器用于活细胞内miRNA的检测。然而，细胞内的金属离子不足以驱动DNAzyme切割放大反应，需要额外的辅因子递送过程。因此，急需更加自动化的基于DNAzyme的策略用于活细胞内miRNA的检测。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的第一个目的是提供一种pH响应型自辅因子DNAzyme ZnO纳米探针。

本发明的第二个目的是提供上述pH响应型自辅因子DNAzyme ZnO纳米探针的制备方法。

本发明的第三个目的是提供上述pH响应型自辅因子DNAzyme ZnO纳米探针在microRNA的多重检测和活细胞成像中的应用。

为了解决以上问题，本发明的技术方案为：

一种pH响应型自辅因子DNAzyme ZnO纳米探针的制备方法，包括如下步骤：

1)将ZnO纳米粒子的Tris溶液与多巴胺Tris溶液混合后，超声处理设定时间；

2)离心去除多余的多巴胺溶液，将ZnO纳米粒子分散在DEPC处理的超纯水中，得到混合液A；

3)将混合液A与设定浓度的识别发夹DNA混合后，涡旋设定时间，离心去除多余发夹DNA，即得。

ZnO纳米粒子具有独特的理化性质，其遇酸溶解的性质使得其具有生物学应用的潜能。本发明中利用ZnO遇酸溶解的性质，制备了一种pH响应型自辅因子DNAzyme ZnO纳米探针，并将其用于miRNA的多重检测和活细胞成像。聚多巴胺在碱性条件下通过自聚反应沉积在ZnO纳米粒子表面。发夹DNA通过π-π相互作用吸附在聚多巴胺夹层上。细胞内核内体和溶酶体的pH值在5.0附近。制备的pH响应型自辅因子DNAzyme ZnO纳米探针具有核壳状结构，包括ZnO纳米粒子核，聚多巴胺夹层和功能发夹DNA外层。

优选的，步骤1)中，ZnO纳米粒子的Tris溶液的pH值为8.5。

优选的，步骤1)中，ZnO纳米粒子与多巴胺的质量浓度比为2:1。