[发明专利]长余辉分子信标探针、其构建方法及应用

说明书

本发明公开了一种长余辉分子信标探针、其构建方法及应用。所述长余辉分子信标探针包括：分子信标；分别修饰于分子信标的两个末端的荧光供体材料及能量受体材料；其中，所述荧光供体材料包括稀土基长余辉发光材料、磷光/长余辉发光碳量子点、磷光半导体量子点等，所述能量受体材料为淬灭剂，所述淬灭剂包括具有淬灭长余辉性能的光学材料。本发明采用的长余辉发光材料的制备步骤更简单、水溶性好、发光更稳定、发射寿命更长，所构建的基于长余辉发光的时间分辨分子信标探针信噪比和灵敏度更高，将其应用于体外生物样本中微小RNA的高灵敏检测，为分子信标探针的设计提供新策略。

技术领域

本发明涉及一种分子信标探针，具体涉及一种基于稀土长余辉发光的时间分辨分子信标探针及其构建方法，并将其应用于体外生物样本中微小RNA或其他核酸的高灵敏检测，并属于纳米荧光检测技术领域。

背景技术

分子信标(molecular beacon，MB)是一种荧光标记的寡核苷酸链，一般由三部分组成：①环状区：由15～30个可以与靶分子特异结合的核苷酸组成；②茎干区：一般由5～8个可发生可逆性解离的碱基对组成；③荧光供受体：分子信标的两个末端分别标记荧光染料和淬灭染料。没有靶分子存在时，分子信标的荧光供体和淬灭基团靠得很近，发生能量转移，导致荧光被淬灭；当与靶分子结合后，分子信标的空间构型发生改变，能量转移过程受到抑制，导致荧光恢复。分子信标技术具有极高的特异性和灵敏度，在临床诊断、基因检测、环境监测、活细胞成像、基因芯片与生物传感等方面得到广泛应用。

但是，目前现有大多数分子信标以荧光素、罗丹明或花菁类等有机小分子为荧光供体，这类有机染料的激发波长通常位于可见光区域，在此激发下，样本基质会带来背景荧光和散射光等光学干扰，导致灵敏度降低。具有特殊发光性能材料的发现为分子信标技术的发展带来新机遇。具有近红外激发的双光子材料和稀土上转换发光材料在分子信标的设计中得到较好应用，近红外激发显著克服背景荧光与散射光干扰，提高信噪比。但是，双光子激发需要特殊的飞秒脉冲激光器，稀土上转换发光的量子效率较低，都使得应用受到一定限制。具有时间分辨性能的磷光材料(如：稀土金属配位物)及长余辉发光材料是一类在激发光源关闭后，依然能够持续一段时间发光的特殊材料，完全克服基质中背景荧光和散射光的干扰，成像或检测时其信噪比最高，在生化传感、生物成像等领域获得广泛应用。

文献(Anal.Chem.2011,83,1356–1362)构建了一种以稀土Eu³⁺配合物为有机小分子磷光供体，BHQ-2为能量受体的时间分辨分子信标探针，应用于靶标DNA的高灵敏检测。

以上现有技术主要存在如下问题：1.有机染料分子作为荧光供体构建分子信标时，其可见光激发特性会引起基质背景荧光和散射光等光学干扰，导致灵敏度降低；2.具有磷光特性的稀土Eu³⁺配合物的合成步骤复杂繁琐，并且其水溶性通常较差，不利于构建分子信标。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种长余辉分子信标探针，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的还在于提供所述长余辉分子信标探针的构建方法及应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种长余辉分子信标探针，其包括：

分子信标；

分别修饰于分子信标的两个末端的荧光供体材料及能量受体材料；

其中，所述荧光供体材料包括稀土基长余辉发光材料、磷光/长余辉发光碳量子点、磷光半导体量子点中的任意一种或两种以上的组合，所述能量受体材料为淬灭剂，所述淬灭剂包括具有淬灭长余辉性能的光学材料。

在一些实施例中，所述稀土基长余辉发光材料为聚丙烯酸修饰的ZnGa₂O₄:Cr³⁺长余辉纳米晶。