[发明专利]核酸检测探针及其制备方法

说明书

本发明公开了一种核酸检测探针及其制备方法，所述核酸检测探针由聚五羟色胺纳米粒吸附荧光标记的DNA而成，所述聚五羟色胺纳米粒由5‑羟色胺在在氢氧化钠溶液中氧化自聚而成，可吸附单链脱氧核糖核酸分子，且吸附的单链DNA分子可被互补DNA特异性解吸附；其制备方法为：向一定浓度的5‑羟色胺水溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液，室温搅拌一定时间后，形成聚五羟色胺纳米粒；将该纳米粒吸附荧光标记的DNA可制成核酸检测探针。本发明纳米粒制备方法简单，且具有独特的DNA吸附与解吸附特性，可用于核酸分子的检测，细胞内分子成像，疾病诊断等，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米材料和纳米生物技术领域，具体涉及一种核酸检测探针及其制备方法与应用。

背景技术

肿瘤是严重威胁人类健康的重大疾病之一，若肿瘤发展到中、晚期，会出现病灶的扩大和肿瘤转移，即使采用多种治疗方式的联合也难达到较好的疗效。如果能早期诊断出肿瘤并进行合理的治疗，即可有效控制其发展，甚至实现肿瘤的根治。因此，肿瘤的早期诊断对其有效防治非常重要。目前，临床上主要通过对体内肿瘤相关核酸或蛋白进行检测、分析以获取生命相关信息来实现肿瘤的诊断，多数时候需要快速且灵敏的对样本进行检测。此时，操作简单、成本低、灵敏快速且高特异性的生物检测器则显示出较大的临床应用价值。然而现有的生物检测器仍存在一定的局限，如较难实现快速检测，易受复杂生物环境的干扰，较难实时、灵敏的获取有关信息。

近年来，纳米材料吸附DNA在核酸检测或生物分子成像等方面展现出极大的临床转化潜力。其用于核酸检测的主要原理是，纳米材料吸附荧光标记的DNA使荧光发生淬灭，当其与互补DNA（cDNA）杂化后，发生解吸附并恢复荧光，通过检测荧光信号实现cDNA的检测。该方法具有操作简单、条件温和、成本低且特异性高等优点。实现这类应用的纳米材料需同时具有DNA吸附能力和荧光淬灭能力，且吸附的DNA可被cDNA特异性解吸附。目前，具有这些特点的典型纳米材料有碳纳米管、氧化石墨烯和一些金属氧化物纳米材料。然而，这些纳米材料因自身性质的限制，其吸附的DNA易被非特异性解吸附。如氧化石墨烯与DNA发生π-π堆叠和氢键相互作用而吸附，但其吸附的DNA易被蛋白解吸附，导致构建的检测器易受生物基质成分的干扰，产生假阳性信号。

因此，选择合适的纳米材料能稳定吸附DNA，同时可抵抗生物基质成分的非特异性解吸附，在临床上具有重要的应用价值。CN202010675017.2《一种酸性环境中可降解的表面涂层及其制备方法与应用 》提供了一种在氨水环境中制备聚五羟色胺涂层的方法，因为5-羟色胺在聚合过程中会产生质子，该方法通过氨水缓冲质子并提供碱性环境促进其氧化聚合，此外，氨也能以掺杂的形式修饰在聚五羟色胺结构中。该方法得到的聚五羟色胺其结构中的氨基以非质子化的形式存在且可包裹于各种材料的表面，该聚五羟色胺以涂层的形式包裹于纳米材料，其表面带负电，并与DNA存在静电排斥，不能高效吸附DNA，不适用于核酸检测等应用，且该涂层在酸性环境中可发生降解，可作为酸敏材料进行应用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种可吸附DNA的纳米粒、核酸检测探针及其制备方法与应用。所述纳米粒可吸附各种碱基类型的单链DNA，并具有超强的荧光淬灭能力；该纳米粒吸附的单链DNA可抵抗高至5 mM的磷酸盐或5%的胎牛血清（FBS）所引起的解吸附；该纳米粒吸附的单链DNA可被cDNA解吸附；吸附荧光标记的探针DNA可实现核酸检测或细胞内基因成像。所述纳米粒制备方法简单，且具有独特的DNA吸附与解吸附特性，应用前景广泛。

为了实现上述目的，本发明首先提供一种可吸附DNA的纳米粒，所述纳米粒为聚五羟色胺纳米粒（PHT NPs），所述聚五羟色胺纳米粒由5-羟色胺（5-HT）在在氢氧化钠溶液中氧化自聚而成。

作为优选，反应液中所述5-羟色胺（5-HT）的质量浓度为0.5 ~ 5 mg/mL，所述氢氧化钠的摩尔浓度为1 mM~5 mM。

作为优选，所述氧化自聚反应时间为1~5天。