[发明专利]一种磁性DNA荧光探针及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程技术，具体为一种基于荧光共振能量转移原理的磁 性DNA荧光探针及其制备方法。该DNA探针可用于液体环境中检测某些具 有特征DNA序列的小分子生命物质。

背景技术

近些年分子生物学迅猛发展，新技术不断出现，应用也日益广泛，特别 是快速、简便、准确地检测基因序列在医学临床检验学、免疫学、生物学等 研究领域中的潜在应用前景已引起国际科学界的广泛关注。对于具有特定 DNA序列的生命物质的检测，传统的方法主要是采用放射性标记和聚合酶链 式反应(PCR)的方法。由于其技术复杂，设备昂贵，使DNA检测技术的广 泛应用受到极大的限制。除了PCR技术在不断改进外，一些新的检测方法和 技术也不断地被开发，例如生物传感技术等。目前DNA生物传感器是依据 DNA杂交原理，利用每种生物所具有的保守DNA链段的特点，通过人工设 计并合成一段与其互补的DNA探针进行检测。根据其检测方法不同，DNA 生物传感器可分为光学DNA生物传感器，压电晶体DNA生物传感器和电化 学DNA生物传感器等类型。其中光学DNA生物传感器具有非破坏性的操作 优势、较高的信号产生与读取速度，使其应用领域得到了极大地扩展，成为 应用最为普遍的生物传感器，具有广阔的应用和发展前景。

光学DNA(生物)传感器主要有荧光光纤DNA传感器、荧光探针DNA 传感器、表面增强拉曼DNA传感器和表面等离子共振DNA传感器等。

基于荧光标记的检测体系近年来在DNA芯片的应用已经获得认可。许多 检测方法都可以采用荧光进行，而这些检测方法主要依赖于DNA有机荧光 分子标记的供-受体对之间的能量转移。

荧光共振能量转移(FRET)分析法由于其采用的仪器简单、灵敏度高，所 需样品量少，分析速度快等优点，与色谱分离手段相结合，已成为一种有效 的痕量及超痕量分析技术。由于FRET对距离具有敏感性，能量转移荧光分 析非常适合于对环境、生物医学科学和临床化学等方面复杂、低含量组分的 分析，而且可以对无标记的目标DNA序列进行检测。因此，基于这种原理的 分析方法已被广泛地用于生物大分子结构、性质、反应机理以及定量分析等 方面的研究，是基因工程中的一种新手段。

对于一个成功的基于FRET的生物传感(或称做检测)体系，首要的关 键影响因素就是能量供体和受体(材料)的选择。

在能量供体方面，目前大多采用有机染料作为能量的供体(甚至做能量 受体)。因为有机荧光分子对生物有很好的相容性，例如帕克，布劳德和尤 瑟卡斯等研究者先后对有机染料为能量供-受体对进行了研究，其研究结果分 别发表在《临床微生物学》(Park et al.Clin.Microbio.，2000，2829-2836)，《生 物技术动向》(Brude et al.Trends in Biotechnol.，2002，20，249-256)，《分析化 学》(Ysourkas et al.Anal.Chem.，2003，75，3697-3703)等权威刊物上。但采用 这种供-受体对仍存在以下不足：1.它们的激发光谱都较窄，很难同时激发 多种组分；2.有机染料的有机荧光分子光谱较宽，分布不对称，给区分不同 探针分子的有机荧光分子来源带来困难，无法同时检测多种组分；3.需要特 定的波长激发才能发出荧光，若同时检测多种疾病，就需要用不同波长的光 激发。这样就会造成检测体系中的能量过多，不利于检测；同时不同波长激 发之间的重叠也会使各个能量供体和受体之间的能量转移变得不明显，增加 数据分析的复杂性；4.有机染料最严重的缺陷是光化学稳定性差，光漂白与 光解作用会使每个染料探针能够发出的荧光光子平均数量较少，光解产物又 往往会对生物体产生杀伤作用。