DNA纳米结构应用于mRNA的检测与量子点自组装

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DNA纳米结构具有生物相容性好、易于化学修饰性等特点,因而被广泛应用于生物传感器,进行体内小分子、核酸等物质的检测,以实现对于疾病的监控。目前此类传感器主要分为分子信标与纳米镊子两类。但分子信标与纳米镊子均易被体内的酶降解,产生错误信号,限制了其在体内的应用。DNA纳米结构具有形状多样性、可寻址性等特点,可以引导纳米粒子进行定向排列,从而得到具有独特光学性质的复合体系。此复合体系不仅具有纳米粒子的光学性质,如等离激元共振现象等,还兼有DNA纳米结构的空间可寻址性。量子点是一种半导体纳米晶体,具有很好的荧光性质、尺寸效应以及量子效应,可作为新一代的荧光探针。然而,由于量子点与DNA纳米结构的连接效率相对不高,限制了它在光学等相关领域的应用。针对上述问题,我们进行了相应的技术改进。首先,DNA纳米结构构建的生物传感器虽然成本低、生物相容性好,但天然核酸易被体内的酶等物质降解,限制了它在体内的应用。因而,我们将甲氧基修饰的DNA纳米结构与链置换反应相结合,构建了一种甲氧基修饰的纳米镊子。它与目标链识别后,产生荧光能量共振转移。由于采用了甲氧基修饰,因而此结构不易降解,减少了错误信号的产生以及失活等问题,且结合链置换反应,可使纳米镊子在完成对目标链的检测后,恢复初始的状态,从而进入下一轮的检测。我们使用葡萄糖转运蛋白(GLUT-4)基因作为靶标,验证了此纳米镊子的可行性。其次,我们采用DNA折纸术组装了三角形、矩形折纸结构,用于引导量子点的自组装。在以往的研究中,存在量子点团聚、量子点与DNA纳米结构的连接效率不高等问题,因而在本研究中,我们从反应的条件(温度与缓冲体系)、DNA修饰量子点的方式这两个方面进行了改进,最终使量子点与DNA纳米结构的连接效率以及量子点的分散性获得了提高。
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