[发明专利]一种氟取代核酸修饰金颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种氟取代核酸修饰金颗粒的制备方法。本发明以氟取代核酸FNA和金颗粒为原料，通过分子静电引力、电子云变化、氢键作用，FNA在金颗粒上形成了一层核酸分子。本发明制备的FNA修饰金颗粒，方法简单、绿色、成本低廉，并且本发明的FNA修饰金颗粒上的FNA保留了核酸的功能。核酸可以根据碱基互补配对原则进行互补序列的杂交。同时FNA修饰的金颗粒可以在高盐条件下稳定存在，并且能够抵抗生物体中生物硫醇如谷胱甘肽（GSH）的干扰，从而获得高保真的目标信号避免假阳性信号的出现。因此，本发明有望为制备高保真的金颗粒探针提供理论和实验的技术支持。

技术领域

本发明属于化学生物领域，具体涉及一种氟取代核酸修饰金颗粒的制备方法。

背景技术

核酸（nucleic acids简写：NA）是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的总称，核酸具有可编程性、分子识别性和催化等特性，可以和很多的无机纳米材料相结合。已经广泛的被应用在生物传感，基因和药物递送。金纳米粒子(AuNPs)具有独特的物理和化学属性使得它成为了一个优秀的生物传感器支架。首先，AuNPs可以使用适当的配体来获得优良的生物相容性；第二，AuNPs的性质可以通过改变大小、形状和周围的化学环境来调整。第三，AuNPs具有颜色在检测方面可以通过眼睛直观的观察颜色的变化来快速、高效地检测各种的金属离子、小分子、蛋白质、核酸或者恶性细胞。第四、金颗粒具有光热效应，可以用于治疗癌症，因此，将DNA和金纳米粒子进行结合构建一个生物传感系统很有必要。

基于金纳米颗粒(AuNP)构建的球形核酸最早由Mirkin及其同事于1996年提出，近年来受到了广泛关注，并在生物分析、给药和材料科学等领域得到了广泛应用。在这项开创性的研究中，通过开发一种基于金硫醇相互作用的位点特异性吸附方法来构建球形核酸。利用这种方法，成功地用巯基修饰的核酸（SNA）标记上金纳米颗粒，稳定了金纳米颗粒，使其不容易在高浓度的盐离子中聚集。然而，在生理条件下，金硫键容易受到谷胱甘肽、生物硫醇、蛋白质以及一些化学物质的影响，巯基配体可能被大量的取代，造成假阳性信号出现。此外，SNA探针在修饰金颗粒之前必须用二硫苏糖醇(DTT)或三(2-羧基乙基)磷(TCEP)进行预处理，以获得活化的SNA，这也增加了时间以及成本。另外，周小明老师以及他的合作者开发了一种利用聚腺嘌呤来将无硫醇修饰DNA通过冷冻的方法接在金颗粒上，但是这种方法接的DNA数量有限，并且在只能在低盐浓度（0.3 M的氯化钠）下稳定。

为了克服金硫键假阳性信号和聚腺嘌呤DNA修饰的不稳定性，我们发明了一种FNA修饰金纳米颗粒，在核糖核酸五碳糖2修饰氟原子可以形成C-H…F-C的氢键并且在高温条件下稳定，因此在核糖核酸的碱基部分电子云就相对比较少，正电性增强，与金纳米颗粒表面作用增强。同时高温条件下电子云变化更为剧烈，加剧了碱基部分的正电性，加上分子静电引力作用；FNA就在金颗粒上形成了一层核酸分子。FNA修饰的金颗粒可以在高盐浓度下（0.8 M的氯化钠）中稳定存在，同时可以抵抗生物体中生物硫醇如谷胱甘肽（GSH）的干扰，在生物体中能够稳定的存在，这为金颗粒在生物体的传感、检测、基因递送以及核酸治疗都提供了一个非常好技术支持，对功能核酸的发展以及应用都有重要的科学意义。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种氟取代核酸修饰金颗粒的制备方法，将氟取代核酸FNA修饰到金颗粒上，制备的FNA-Au能够在高盐条件下稳定存在，同时不受生物硫醇的干扰，从而实现高保真的生物传感。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种FNA修饰金颗粒的制备方法，将氟取代核酸FNA和金颗粒按一定比例混匀在缓冲液中，在高温下反应之后，分次加入氯化钠溶液，继续高温反应后，超滤离心，得到氟取代核酸FNA修饰的金颗粒，金颗粒上形成一层核酸层。

上述方法以FNA和金颗粒为原料；通过分子静电引力、电子云变化、氢键作用，FNA在金颗粒上形成了一层核酸分子。

上述方法中所述氟取代核酸FNA中的核酸为脱氧核糖核酸、核糖核酸中的一种或两种。