一种新的纳米金复合物及其制备方法_2

文档序号:9919773阅读:来源:国知局
金表面的DNA数量减少的 设想,而polyASO-DNA可W实现90%的单结合产率。 阳化引图7为嵌段DNA在不同抑范围,不同A长度下(0-8化p),组装BSPP保护的纳米金 颗粒的琼脂糖凝胶电泳图。
[0054] 图8为嵌段DNA在不同计量比情况下组装BSPP保护的纳米金颗粒的琼脂糖凝胶 电泳图。该结果证明,在缓冲液抑值为3. IA长度为80的情况下,可W实现制备与计量比 无关的产率高达90 %的单结合纳米金复合物。该数据支持了我们关于A长度增加位阻增大 导致组装在纳米金表面的DNA数量减少的设想 阳化5] 图9为通过本方法做成的两种嵌段DNA单结合纳米金复合物相互杂交的琼脂糖凝 胶电泳图。该图证明了本发明方法得到的高产率单结合纳米金复合物可W不经过纯化直接 进行杂交,得到的二聚体产率高达45%,充分证明了本发明方法的优越性,得到的单结合纳 米金复合体可W不用纯化直接进行下游应用。
[0056] 图10为通过本方法做成的嵌段DNA单结合,双结合,S结合的IOnm纳米金复合物 与嵌段DNA单结合Snm的纳米金复合物杂交的琼脂糖凝胶电泳图W及相应的TEM图。该图 证明了本方法不仅可W构建高产率单结合纳米金复合物,还可W构建双结合、=结合,甚至 更高价态结合的纳米金复合物,实现嵌段DNA对金纳米颗粒的定量结合。
【具体实施方式】
[0057] 本发明人通过广泛而深入的研究,首次意外地发现,嵌段核酸中腺嚷岭的长度W 及抑值对于纳米金粒子上结合的嵌段核酸条数具有一定规律性,通过调节腺嚷岭的长度 W及抑值能够定量制备嵌段核酸结合条数分布相对集中(如50% W上结合条数相同)的 纳米金复合物,甚至可W制备无需纯化即可用于下游应用的纳米金体系。本发明方法制备 速度快,所获产物均一稳定,嵌段核酸结合数量可控。在此基础上,完成了本发明。
[0058] 术语
[0059] 如本文所用,术语"结合"、"修饰"可互换使用,均指的是本发明嵌段核酸与纳米金 粒子相结合形成纳米金复合物并稳定存在不发生分离的现象。
[0060] 如本文所用,术语"纳米金复合物"指的是纳米金与结合于其的本发明嵌段核酸而 共同构成的复合物个体本身,也可W指结构相同或相似的复合物共同构成的复合物群体。
[0061] 嵌段核酸和嵌段核酸群
[0062] 如本文所用,术语"嵌段核酸"指单条嵌段核酸,或结构和长度均一致的一类嵌段 核酸。本发明所述的嵌段核酸包括单链核酸、双链核酸或单/双链杂合核酸。
[0063] 如本文所用,术语"嵌段核酸群"指至少含有1〇3个结构或长度一致或不一致的本 发明嵌段核酸的混合物。通常,本发明嵌段核酸群中> 80%、优选> 90%的所述嵌段核酸 中结合核酸区X中腺嚷岭的数量相同。
[0064] 嵌段核酸为一类可结合于纳米金表面的功能性人工合成核酸分子,其具有式I所 示的结构: 阳0化]X-Y-Z式I,
[0066] 它主要包括:结合核酸区狂)、功能核酸区狂);此外,结合核酸区和功能核酸区之 间还可W含有任选的连接序列和/或barcode序列灯),其长度为l-20bp。
[0067] 可用于本发明嵌段核酸的结合核酸区为富含腺嚷岭的核巧酸区域,结合核酸区的 长度为40-100bp,较佳地,为50-8化P。可用于本发明嵌段核酸的结合核酸区中至少含有 80 %的腺嚷岭,较佳地腺嚷岭的含量至少为90 %,更佳地为100 %。
[0068] 优选地,当腺嚷岭的长度为40-80bp时,本发明嵌段核酸能够与金纳米粒子形成 结合特定数量嵌段核酸的纳米复合物,且所结合嵌段核酸数量随着腺嚷岭长度的增加而减 少。
[0069] 可用于本发明嵌段核酸的功能核酸区没有特别限制,通常为具有杂交连接功能或 载带功能的核酸序列,本领域技术人员可W根据实际需要选择该功能核酸区并连接形成本 发明嵌段核酸。优选地,所述的功能核酸区包括探针结合序列、基因编码序列等。通常,本 发明功能核酸序列可W为杂交连接功能序列,例如可W采用序列互补或基本互补的功能核 酸区分别与结合核酸区结合,并在分别制备出纳米金复合物后共解育,从而制备获得功能 区杂交后的纳米金复合物二聚体。当与结合不同嵌段核酸数量的纳米金复合物杂交后,还 可W进一步形成=聚体、四聚体等纳米金复合物多聚体。 阳070] 纳米金复合物和纳米金体系
[0071] 本发明纳米金复合物的结构组成如下:纳米金粒子W及结合在所述纳米金粒子上 的本发明嵌段核酸或分别结合在不同纳米金粒子上的本发明嵌段核酸群。其中,可结合的 嵌段核酸有一条或多条。
[0072] 本发明纳米金体系含有本发明所述纳米金复合物,且所述的纳米金体系可W为液 体或固体。本发明人发现,当纳米金体系的抑值至2-3. 6时,可W通过调节本发明嵌段核酸 结合核酸区狂)中的腺嚷岭长度实现对所结合的嵌段核酸数量进行定量调控,且所获得的 调控基本符合W下规律:当抑值在2-3. 6时,随着酸性程度的降低,所结合的嵌段核酸条数 越少,而当腺嚷岭的长度> 40bp时,随着腺嚷岭的长度增加,所结合的嵌段核酸条数越少。
[0073] 通常,本发明纳米金体系至少具有W下一个或多个特征:
[0074] (i)所述纳米金体系中至少30%,较佳地至少50%,更佳地至少80 %的纳米金粒 子的粒径相同; 阳0巧](ii)所述的纳米金粒子的粒径为2-200nm,较佳地为5-lOOnm,更佳地为5-50nm ;
[0076] (iii)所述的纳米金体系中纳米金复合物的平均结合度为0. 8-3条(较佳地1-2 条)嵌段核酸/个纳米金粒子(按IOnm粒子计)、或0. 8-3条(较佳地1-2条)嵌段核酸 /314皿2(注:按IOnm粒子的表面积计算);
[0077] (iv)所述的纳米金体系中纳米金复合物的腺嚷岭平均结合长度为 40-100bp/314nm 2,较佳地,为 60-80bp/314nm2。
[0078] 优选地,本发明纳米金体系中> 40 %,较佳地> 50 %,更佳地> 80 %,最佳地 > 90 %的纳米金复合物的平均结合度相同;更优选地,所述纳米金体系中至少40 %、较佳 地60 %、70 %、80 %、更佳地90 %的纳米金粒子结合有单个本发明第一方面所述的嵌段核 酸,其中,所述嵌段核酸含有40-100bp、较佳地为70-8化P的腺嚷岭。
[0079] 可用于本发明的纳米金粒子没有特别限制,通常为粒径为5-200nm的纳米金粒 子,优选为5-lOOnm,更优选为5-50nm。根据本发明纳米金的平均结合度可知,每个纳米金 粒子可结合的嵌段核酸数量为0. 1-2条,或按IOnm粒子的表面积(约314nm2)作为单位面 积计算,每单位面积的纳米金粒子可结合的嵌段核酸数量为0. 1-2条。
[0080] 在另一优选例中,当所述纳米金粒子粒径为IOnm时,单个所述纳米金粒子的表 面结合有1-2条所述嵌段核酸。
[0081] 本发明纳米金粒子可W为经保护的或未保护的,优选为经BSPP保护的纳米金粒 子。 阳0間制备方法
[0083] 本发明提供了一种制备纳米金复合物或纳米金体系的方法,包括步骤:
[0084] (a)提供本发明嵌段核酸或嵌段核酸群,并与纳米金粒子共解育,从而形成结合有 嵌段核酸的纳米金复合物或纳米金体系;
[00化]本发明方法还优选包括对本发明纳米金复合物或纳米金体系进行分离纯化的步 骤化)。
[0086] 本发明人通过大量实验发现,纳米金粒子上所结合的嵌段核酸条数随着抑值W 及腺嚷岭长度呈规律性分布。因此可通过调整抑值W及嵌段核酸中腺嚷岭的长度来获得 本发明的纳米金复合物。可用于本发明的抑值为2-3. 6,且当抑值上升时,纳米金粒子上 能结合的嵌段核酸条数下降。此外,当腺嚷岭的长度越长时,所能结合的嵌段核酸条数也相 应下降。因此,本领域技术人员可根据本发明人发现的结合规律调整抑值W及腺嚷岭的长 度。
[0087] 优选地,当调整抑值至2. 9-3. 4时,可获得产物相对均一(例如30% W上)的嵌 段核酸结合条数相同的纳米金复合物。
[0088] 例如,当抑为3. 1时,含有SObp腺嚷岭的嵌段核酸可W用于获得90% W上结合1 条嵌段核酸的纳米金体系;含有70bp腺嚷岭的嵌段核酸可W用于获得70% W上结合1条 嵌段核酸的纳米金体系;含有20-60bp腺嚷岭的嵌段核酸可W用于获得40% W上结合2条 嵌段核酸的纳米金体系;含有50bp腺嚷岭的嵌段核酸可W用于获得60% W上结合2条嵌 段核酸的纳米金体系。
[0089] 本发明的纳米金体系中结合相同条数嵌段核酸的纳米金复合物占所有的纳米金 复合物的比例至少40%,较佳地,为至少50%,更佳地为至少80%,而当达到90% W上时, 则无需对所述的纳米金体系或纳米金复合物进行纯化,直接可进行下游应用。
[0090] 可用于调整本发明纳米金体系抑值的物质没有特定限制,可W为任何不影响纳 米金和嵌段核酸或纳米金复合物的理化性质的任何抑调节剂
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