[发明专利]一种可信号特异放大的二氧化锰/核酸探针复合纳米探针及其制备方法、应用

说明书

本发明提供了一种二氧化锰/核酸探针复合纳米材料，包括二氧化锰、阳离子聚合物和核酸探针；所述核酸探针由双链DNA分子和单链DNA分子组成。本发明提供的二氧化锰/核酸探针复合纳米探针可以实现肿瘤细胞特异地信号放大，首先，该复合纳米探针可以在肿瘤细胞中高表达的microRNA触发下打开双链核酸产生荧光信号；其次，在肿瘤细胞中特异地快速释放单链核酸，实现肿瘤细胞荧光信号特异的放大。该复合纳米探针可以实现肿瘤细胞信号放大，这种信号特异放大策略，借助于纳米颗粒的优势，增强了核酸检测的特异性。而且制备简单，条件温和，可有效降低在正常细胞中的检测信号，具有普适性和良好的应用前景。

技术领域

本发明属于肿瘤活细胞检测技术领域，涉及一种二氧化锰/核酸探针复合纳米材料及其制备方法、应用，尤其涉及一种可信号特异放大的二氧化锰/核酸探针复合纳米探针及其制备方法、成像及信号特异放大材料、应用。

背景技术

microRNA是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子，其种类和数量与肿瘤的发生和发展密切相关，因此microRNA常用作肿瘤检测的标志物。然而，肿瘤部位的microRNA浓度较低，因此，常采用放大策略实现检测。

常用的检测microRNA的放大策略分为两种：microRNA分子的放大，即扩增；检测信号的放大。microRNA分子的扩增技术包括实时荧光聚合酶链式反应(参见Nat.Biotechnol.2008,26,462-469.)和一系列DNA等温扩增技术(参见Nature,1991,350,91-92；Proc.Natl.Acad.Sci.,1992,89,392-396；Nat.Genet.,1998,19,225-232；Chem.Sci.,2017,8,3668-3675；Chem.Sci.,2015,6,6777-6782)等。然而，这些核酸扩增技术常需要酶的参与，对酶的活性要求较高，检测条件较为苛刻、需要保证酶的活性。而microRNA无酶信号放大技术则基于toehold介导链置换反应，按照反应机理，可以分为杂化链式反应(HCR)、催化发夹组装(CHA)、熵驱动催化(EDC)。其中，基于熵驱动催化反应的无酶信号放大技术设计简单且检测耗时短。

目前，大多数的纳米探针(参见Science,2007,318,1121-1125；Angew.Chem.2016,128,3125-3128)，在肿瘤部位放大的同时，在正常细胞中也会发生信号放大，大大降低了检测的特异性。而通过引入复杂的探针序列来增强核酸探针的特异性，会在前期设计、筛选序列过程中消耗大量的时间和人力，也阻碍核酸探针进入下一步临床应用。

因此，如何能够得到一种简单、特异的信号放大探针，克服现有的纳米探针存在的精确性和复杂的问题，为肿瘤的精准检测提供可能，已成领域内诸多前沿学者在肿瘤检测技术领域的进行探索的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种二氧化锰/核酸探针复合纳米材料及其制备方法、应用，特别是一种可信号特异放大的二氧化锰/核酸探针复合纳米探针，本发明提供的二氧化锰/核酸探针复合纳米探针具有肿瘤微环境响应性，产生荧光信号，而且还能实现在肿瘤细胞中进行信号放大，在正常细胞中信号不放大，大大简化了特异性信号放大探针的序列设计，也可以同时满足特异性的要求。

本发明提供了一种二氧化锰/核酸探针复合纳米材料，包括二氧化锰、阳离子聚合物和核酸探针；

所述核酸探针由双链DNA分子和单链DNA分子组成。

优选的，所述复合纳米材料为复合纳米探针；

所述单链DNA复合在所述二氧化锰上；

所述双链DNA与所述阳离子聚合物相复合；

所述阳离子聚合物复合在所述二氧化锰上。

优选的，所述阳离子聚合物包括聚乙烯亚胺、咪唑改性聚乙烯亚胺、聚赖氨酸和咪唑改性聚赖氨酸中的一种或多种；