[发明专利]一种基于分裂式核酸适配体双金属纳米探针的单分子识别方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医学及医药研究中的分子影像与识别技术领域，涉及到基 于金属探针的分子影像技术，特别涉及到一种基于金属纳米探针的高特异性光 学识别方法。

背景技术

影像学在临床诊断中占有重要的地位，传统的影像学对疾病的诊断是以病 理改变为基础的，发现时往往是疾病的中末期。分子影像技术是在分子水平检 测病变，从而真正达到早期发现，早期诊断、早期干预/治疗的目的。分子的尺 寸很小，若想对它们进行光学显影，需要借助于标记物。荧光物质是普遍采用 的一种标记物，它的探测灵敏度高、技术成熟。但是荧光物质也存在着光致漂 白或“眨眼”等缺点而使观测时间受限，因此使得其它可替代标记物质日益受 到重视，贵金属纳米粒子就是其中之一。例如金纳米粒子具有高亮度、可无限 时间观测、生物兼容性好，更为突出的是其具有表面等离子体共振特性(SPR)。 在其SPR波长处展现出强烈的吸收，为热疗和光学成像提供了可操作空间。以 上这些优点使得其作为生物分子探针的标记物在生医相关的基础研究和重大疾 病的早期临床诊断等领域极为期待。目前亟待解决的瓶颈问题之一是如何进行 目标靶标的特异性识别，这是因为被金属粒子标记后的分子探针进入样品之后， 都可以通过金属粒子进行显影。如何从这些影像中中识别出哪些是绑定到了目 标靶标上的粒子、哪些是未发生绑定反应的粒子是进行开展诊断的关键。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于分裂式核酸适配体双金属探针的分子识别方 法，能够通过纳米级金属标记物进行特异性生物反应识别，为基于金属纳米标 记物的分子影像技术提供一种特异性分子识别方法。

本发明的技术解决方案是，将目标靶标的核酸适配体分割为两段，在每一 段的切割端连接上一个纳米级贵金属粒子，构成一对带有金属标记物的核酸适 配体分子探针；当这样形式的一对分子探针绑定到同一个目标靶标时，它们将 两个贵金属纳米粒子拉到一起；两个靠近的粒子由于表面等离子体共振耦合， 在其缝隙处产生强烈的增强电场，其吸收可比单粒子增强2～数百倍；以此信号 作为特异性分子绑定反应的识别信息。

所述的标记的贵金属纳米粒子是具有表面等离子体共振效应。

所述的用于标记的贵金属纳米粒子具有纳米结构。

所述的用于标记的两个贵金属纳米粒子的纳米结构相同或不同。

本发明所能达到的效果是实现在众多单个金属纳米标记物存在的噪声背景 中识别出目标靶标，具有特异性目标识别能力，突破目前使用金属纳米标记物 特异性识别能力差的瓶颈。

附图说明

附图1是基于分裂式核酸适配体双金属探针的分子识别方法示意图。

1是目标靶标；

2是目标靶标的核酸适配体；

3是将2一分为二的其中之一片段，并在分割端标记上贵金属粒子；

4是将2一分为二的其中另一片段，并在分割端标记上贵金属粒子；

5是3、4的两种分子探针共同绑定到目标靶标时，将两个金属粒子拉在一 起，在双金属粒子的缝隙处产生增强信号，以此信号作为单分子靶标的 特异性识别信号。

具体实施方式

例如图1所示，目标靶标为一段单链DNA，其核酸适配体为一段与目标靶标 具有互补碱基序列的DNA分子；将该核酸适配体一分为二，分别获得片段3和片 段4；分别对片段3和片段4连接金纳米粒子构成一对标记了金纳米粒子的分子探 针；将如此获得的两种探针等量注入到待测样品中，两个分裂的核酸适配体片 段在探测到同一靶标分子并与其绑定复原后，在双粒子的间隙处产生表面等离 子体共振耦合增强信号，用于特异性识别单分子靶标。