【摘 要】
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以金纳米粒子为核心通过金-巯键连接DNA形成的球状核酸,由于其整合了金纳米粒子的光学性质、化学稳定性、生物相容性以及DNA的特异性、可定制性而被广泛运用于生物检测、药物递送以及基因治疗等领域。然而制备球状核酸却面临着制备时间长、低修饰密度以及低杂交效率等问题,对其在各领域中的应用带来负面影响。为此本论文对三种类型球状核酸的制备提出了新策略。论文的研究内容包括以下三个部分:第二章:利用二价Mg2+出
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以金纳米粒子为核心通过金-巯键连接DNA形成的球状核酸,由于其整合了金纳米粒子的光学性质、化学稳定性、生物相容性以及DNA的特异性、可定制性而被广泛运用于生物检测、药物递送以及基因治疗等领域。然而制备球状核酸却面临着制备时间长、低修饰密度以及低杂交效率等问题,对其在各领域中的应用带来负面影响。为此本论文对三种类型球状核酸的制备提出了新策略。论文的研究内容包括以下三个部分:第二章:利用二价Mg2+出色的负电屏蔽效应,开发了基于镁离子的快速制备高密度单链DNA球状核酸的方法。使用低浓度二价Mg2+替代原本高密度修饰单链DNA所需的高浓度一价Na+,在微量表面活性剂的帮助下成功实现一步向金纳米粒子表面修饰高密度的单链DNA。对其表面单链DNA密度进行测算,仅需2小时就能够制备出升盐-老化法花费2天的修饰密度140%的单链DNA球状核酸。第三章:针对原本制备发卡DNA球状核酸的前期过程中因不稳定DNA二级结构所带来的非特异性吸附对修饰产生负面影响的问题。利用低浓度Mg2+既不会导致金纳米粒子团聚,又能够稳定发卡DNA二级结构的优势。提出了一步修饰具有稳定二级结构的发卡DNA的修饰策略。经过测试,本方法只需2小时就能达到传统升盐-老化法花费2天修饰密度180%。且制备的发卡DNA球状核酸能够在高Mg2+/Na+浓度的严苛环境下稳定工作,并且能够在5分钟之内完成与目标核酸的杂交检测。第四章:针对现有制备双链DNA球状核酸先修饰单链DNA后杂交形成双链DNA过程中存在的低杂交效率对修饰密度造成负面影响的问题。利用低浓度Mg2+在修饰过程中金纳米粒子稳定性几无影响的优势。本工作首次提出了直接修饰双链DNA的策略,实现100%的双链杂交比例。经过测试,本方法仅需2小时就能达到升盐-老化法耗费2～3天双链DNA修饰密度的196%。制备的双链DNA球状核酸除了在Mg2+环境外,还能在高至1 M的Na Cl环境下稳定工作。经测试其表面的78%双链DNA能够与目标核酸进行链置换反应,在应用中展现出优良的反应活性。
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