[发明专利]一种带有内部荧光的表面可修饰纳米颗粒及其在miRNA检测中的应用

说明书

本发明属于miRNA荧光检测技术领域，提供一种带有内部荧光的表面可修饰纳米颗粒及其在miRNA检测中的应用。该带有内部荧光的表面可修饰纳米颗粒，主要由内部的CdTe量子点荧光团及其外依次包覆的二氧化硅壳层和聚多巴胺壳层三部分组成。利用CdTe量子点荧光峰在630nm处附近，纳米颗粒表面的单链脱附后形成的双链使530nm处附近出现SG1的荧光峰，构建一个检测miRNA的比率型荧光探针。通过对I₆₃₀/I₅₃₀和miRNA浓度的关系能实现对特定序列miRNA的快速、高效的特异性检测。本发明的比率型荧光探针在同一激发波长下具有两个不同的荧光发射强度，能降低环境和仪器带来的干扰，使结果稳定可靠。

技术领域

本发明属于miRNA荧光检测技术领域，涉及一种复合材料CdTe@SiO₂@PDA的制备及其作为非标记型荧光探针在miRNA比率荧光检测中的应用。

背景技术

MicroRNA(miRNA)是一种内源性的单链非编码RNA，一般含有18-25个核苷酸。MiRNA参与了多种生物学和细胞过程，包括免疫应答、造血分化、脂肪代谢、细胞增殖等；同时，miRNA的异常表达与多种疾病的发生有关，可以作为各种疾病的诊断标记和治疗靶标。例如在乳腺癌患者的血清中，miRNA-21、miRNA-210和miRNA-1246的表达水平较高，具有一定的诊断价值。因此实现细胞内miRNA的可视化检测对于疾病早期诊断和治疗干预至关重要。由于miRNA在细胞中的表达丰度较低，易降解，并且同家族之间序列相似性极高，所以对它的检测比较困难。传统的miRNA检测方法有最早建立的Northern印迹法，需要大量的检测样本，定量逆转录法需要精准控温，增加了实验复杂性，而微阵列法检测法的灵敏度低和重现性差。因此近年来发展了一系列新型的miRNA检测方法，比如电化学发光法、拉曼光谱法、荧光法、质谱法结合信号放大等方法。其中荧光法是一种基于分子信标或者纳米材料的检测策略，其操作简单，响应快速且检测灵敏；并且荧光成像可以实现细胞水平上目标物的分析检测，因此荧光法近年来得到了广泛的应用。

荧光传感器作为传感器的一个特殊子集，由于其高灵敏度和技术简单而在分析传感和光学成像方面引起了极大的关注。理想情况下，荧光传感器应该在与目标相关的条件下以可靠的方式响应目标分析物。靶标与探针之间的相互作用通过猝灭(开-关开关)降低荧光强度，或者通过消除猝灭效应(关-开开关)增强荧光强度。关-开开关通常能够比开-关开关提供更高的信噪比。然而，只使用波长上的发射强度来定量目标分析物有时可能会有问题，因为干扰可能来自各种与分析物无关的因素，如样品基质的光散射、激发源波动、探针周围的微环境以及探针局部浓度的变化等。

为了克服这些缺点，可以考虑另一个荧光光谱峰，也就是所谓的比率荧光。根据定义，比率荧光传感器从不同波长的两个或多个发射波段收集分析引起的荧光强度变化。与许多其他分析方法中使用的内参比法一样，比率荧光传感的特点是提高了信噪比，因此能够更可靠的定量。比率型荧光探针是利用两个荧光信号的比值来判断目标物的存在，这种探针要求两种染料分别在不同波长处发射且间隔足够大，并且荧光易于区分。比率荧光相对单一信号变化，能够消除环境等因素干扰，提高结果的准确性。目前已有的比率型荧光探针多用于检测金属离子、生物大分子、检测环境pH等，在检测miRNA方面，大多数文献报道的探针载体包括金纳米粒、金属有机框架等，检测限在纳摩级别，表现出较高的选择性和灵敏度，并且能够有效避免背景干扰所产生的假阳性信号。

目前已发展的比率型荧光探针大多存在材料不易降解的问题，而且大多需要双标记或单标记荧光团，标记过程不仅会降低探针对靶标的结合能力，也会增加检测的成本。而免标记型的荧光探针不仅合成步骤简单，成本低廉，还可以免受标记荧光团的干扰，对目标基因的亲和力更强。因此，我们设计合成了一种免标记型比率荧光探针，用于检测特定序列的miRNA。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对miRNA检测的比率型荧光探针。本发明通过设计合成一种非标记型荧光探针，用于选择性检测特异性序列的miRNA，实现特定miRNA的比率检测的目的。具有灵敏度高、选择性好等优点。