[发明专利]一种具有亚细胞靶向功能的纳米探针及其应用

说明书

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种具有亚细胞靶向功能的纳米探针及其应用。本发明的纳米探针，包括：亚细胞靶向探针、纳米颗粒和核酸探针；其中，亚细胞靶向探针和纳米颗粒之间通过共价偶合的方式连接，纳米颗粒和核酸探针之间通过共价偶合的方式连接。本发明以纳米颗粒为载体，通过亚细胞器靶向探针修饰，然后DNA功能化等方法构建了一种纳米探针，将该探针运用到细胞中，还可以靶向到亚细胞器内，并实现亚细胞内靶标如miRNA的检测。该纳米探针实现了对活细胞中亚细胞内部靶标的检测，检测方法简单，灵敏，不需要复杂的样品处理步骤、无需酶参与就可实现扩增反应，反应条件温和，分析方法对靶标具有良好的选择性。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种具有亚细胞靶向功能的纳米探针及其应用。

背景技术

细胞是一个内部高度有序、组织复杂的结构，由各种亚细胞结构组成，包括细胞核、线粒体、溶酶体、自噬体、内质网、高尔基体等，研究细胞内这些亚细胞结构生物体的结构、功能等是揭示生命本质的重要途径。

线粒体是细胞内的一个重要亚细胞器，具有重要的生物学功能，参与多种疾病的产生和发展。例如，线粒体中的MicroRNAs不仅影响线粒体的代谢，还参与线粒体介导的细胞凋亡、调控线粒体的数目及形态等相关生理功能。因此，对线粒体中的相关物质的检测和定位对于了解相关生物过程有重要的意义。

传统的线粒体内miRNA的检测方法主要是通过微阵列芯片法，Northern印迹技术，反转录PCR法等，这些方法不仅需要对亚细胞器的提取、细胞固定，甚至需要酶参与，既不能保持细胞存活，也不能维持其原有的细胞成分，甚至不能提供亚细胞分辨率，因此无法进一步了解miRNA在亚细胞的定位和功能以及miRNA在细胞内的细微变化。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术问题之中的至少一种。为此，本发明提供了一种具有亚细胞靶向功能的纳米探针及其应用。

因此，本发明的目的之一在于提供一种纳米探针。

本发明的另一目的在于提供一种所述纳米探针的应用。

本发明所采用的技术方案如下文所述。

本发明的一个方面提供了一种纳米探针，包括：亚细胞靶向探针、纳米颗粒和核酸探针；其中，所述亚细胞靶向探针和所述纳米颗粒之间通过共价偶合的方式连接，所述纳米颗粒和所述核酸探针之间通过共价偶合的方式连接。

根据本发明的一些实施方式，所述纳米颗粒优选为无机纳米颗粒。

本发明构建了一种特定结构的纳米探针，其中，亚细胞靶向探针用来特异性靶向目标亚细胞结构，使得纳米探针进入细胞后直接靶向到目标亚细胞结构；纳米颗粒是纳米探针能够进入细胞、进入线粒体的运输载体，也是协助亚细胞靶向探针实现靶向功能的重要物质核酸探针是用来特异性靶向亚细胞结构中的待测靶标。简而言之，细胞通过胞吞作用使纳米探针进入细胞内部，然后在亚细胞靶向探针的作用下靶向目标亚细胞结构，之后由于纳米探针和亚细胞结构之间的膜电位差值之间的静电作用，使得纳米探针进入亚细胞结构内部，最后在核酸探针的作用下，将纳米探针靶向到待测靶标，实现待测靶标的检测、定位或成像。

本发明的纳米探针能够靶向活细胞中亚细胞结构内部的目标物质，即能够在不破坏细胞结构的基础上，进入细胞内部的亚细胞结构中，实现细胞器中的目标物的灵敏检测、成像研究和/或准确定位。避免了细胞亚细胞的分离、酶扩增等繁琐的步骤。在活细胞内部检测，为研究亚细胞内部目标物的分布以及评估其水平提供了一个很有前途的工具，能够帮助了解目标物的亚细胞定位、功能和细微变化。

根据本发明的一些实施方式，所述纳米探针包括：

第一纳米探针，包括：亚细胞靶向探针、纳米颗粒和第一核酸探针；其中，所述亚细胞靶向探针和所述纳米颗粒之间通过共价偶合的方式连接，所述纳米颗粒和所述第一核酸探针之间通过共价偶合的方式连接；