[发明专利]检测单链和/或双链DNA的分子探针及其应用

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种检测单链和/或双链DNA的分子探针及其应用；具体是一种基于Ru配合物作为荧光分子探针，其应用在于其能够与单链DNA(ssDNA)或者双链DNA(dsDNA)作用从而产生荧光信号。

背景技术

核酸作为遗传信息的重要载体，在生物传感体系的研究应用中，核酸的检测分析一直是一项非常重要的研究内容，其中DNA的特异性识别在基因组学、疾病诊断、病毒学、分子生物学等领域越来越得到更多的重视和研究。现有技术对双链DNA(dsDNA)的研究已经较为普遍和成熟，然而，能够检测单链DNA分子的荧光分子探针却相对较少，能够同时对单链DNA(ssDNA)和双链DNA进行简单快速、低成本、高灵敏的识别存在较大的挑战，而这些技术正是在DNA检测分析中极为重要的一环。

近年来，吸光度法、荧光法、瑞丽光散射法、化学发光法以及电化学法在核酸分析中得到普遍的应用，其中因荧光法具有操作简便，高灵敏度和可见性等特点得到广泛的研究。自Barton等人在研究一系列Ru(II)多吡啶类配合物与核酸相互作用时发现，其在水溶液中没有荧光，而当溶液里有dsDNA存在时有很强的荧光，因此把它们称为核酸分子“光开关”。近年核酸分子“光开关”型探针得到了广泛深入的研究，合成开发特异性的荧光探针成为DNA荧光传感策略中的关键，[Ru(bpy)₂dppz]²⁺是DNA分子开关中最为经典的一种，目前已知文献中，大都是对[Ru(bpy)₂dppz]²⁺作为dsDNA探针的研究，然而，还未见利用[Ru(bpy)₂dppz]²⁺来检测ssDNA分子的报道。

尽管关于[Ru(bpy)2(dppz)]²⁺的研究已经近20年了，其与DNA的键合机理的一直备受争议，目前较多认可的是此探针的dppz配体通过插层作用插入到双链DNA中。然而，在2009年Barton课题组发现该探针存在的多种异构体与DNA的键合方式都存在差异，如Δ(右手异构)型配合物容易键合B-DNA，而∧(左手异构)型配合物容易键合Z-DNA^[1]。导致这种结果的主要原因是由于探针的空间结构不同从而使键合方式发生改变。

本发明涉及的参考文献：

[1]Lim，M.H.，et al.，Sensitivity of Ru(bpy)(2)dppz(2+)Luminescence to DNA Defects.Inorganic Chemistry，2009.48(12)：p.5392-5397.

[2]Friedman，A.E.，et al.，A molecular light switch for DNA：Ru(bpy)2(dppz)2+.Journal of the American Chemical Society，1990.112(12)：p.4960-4962.

[3]HolmLin，R.E.，E.D.A.Stemp，and J.K.Barton，Ru(phen)2dppz2+Luminescence：Dependence on DNA Sequences and Groove-Binding Agents.Inorganic Chemistry，1998.37(1)：p.29-34.

[4]Wang，J.，et al.，Aptamer-BasedATP Assay Using a Luminescent Light Switching Complex.Analytical Chemistry，2005.77(11)：p.3542-3546.

[5]Barton，J.K.，E.D.Olmon，and P.A.Sontz，Metal complexes for DNA-mediated charge transport.Coordination Chemistry Reviews，2011.255(7-8)：p.619-634.

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过优化合成方法而提供一种能够检测ssDNA和/或dsDNA的分子探针，使得本发明的分子探针合成过程简单可控，得到的分子探针可以简单快速反映出溶液中是否存在DNA分子，且本发明最大的优点在于可直接有效检测溶液中的ssDNA和/或dsDNA，免除因使用昂贵的带有荧光标记的DNA探针而导致操作步骤繁琐，检测成本高的问题。