功能核酸納米材料的分離純化及其生物學(xué)應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2021-02-24 22:19
功能核酸納米材料因其精確的堿基配對(duì)能力、良好的生物相容性和穩(wěn)定性、較高的膜滲透性和可控靶向釋放能力,在生物成像、傳感檢測(cè)及藥物轉(zhuǎn)運(yùn)等方面表現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。功能核酸納米材料的分離純化和應(yīng)用研究已經(jīng)成為生物材料領(lǐng)域的研究前沿和熱點(diǎn)之一。本文介紹了功能核酸納米材料的分離純化方法的研究進(jìn)展,綜述了功能核酸納米材料在生物學(xué)應(yīng)用近五年的研究進(jìn)展,探討了該研究領(lǐng)域需要解決的問題及日后可能的發(fā)展前景。
【文章來源】：功能材料與器件學(xué)報(bào). 2020,26(04)
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
基于DNA折紙筏的單分子酶級(jí)聯(lián)實(shí)時(shí)成像
Liu等人[22]基于DNA修飾的金納米粒子,制備了一種熒光納米等離子體雙模態(tài)成像探針 (fPlas探針),發(fā)展了在單細(xì)胞水平半定量研究納米粒子聚集狀態(tài)的新方法(圖2)。這種方法可以清晰區(qū)分活細(xì)胞中呈單分散、小聚集體和大聚集體的金納米粒子,并與暗場(chǎng)顯微鏡下的綠色、黃色以及亮黃色顆粒信號(hào)分別對(duì)應(yīng)。通過納米等離子體成像與熒光成像的聯(lián)用,可同時(shí)獲取活細(xì)胞內(nèi)納米粒子聚集狀態(tài)與定位信息。在細(xì)胞內(nèi)通過微管運(yùn)輸DNA修飾的金納米粒子,并且對(duì)在運(yùn)輸過程中發(fā)生聚集的過程進(jìn)行實(shí)時(shí)成像,發(fā)現(xiàn)其聚集狀態(tài)對(duì)相關(guān)囊泡的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有重要影響。這一研究結(jié)果揭示了納米粒子在細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸與其聚集狀態(tài)直接相關(guān),為設(shè)計(jì)新型納米藥物提供了新的思路和靶點(diǎn)。Li等人[23] 使用四面體作為“Cayley tree”框架的剛性節(jié)點(diǎn),構(gòu)建了具有固定節(jié)點(diǎn)數(shù)和客體分子的分形DNA框架結(jié)構(gòu)(FDF結(jié)構(gòu))。這種可調(diào)力學(xué)性能的FDFs結(jié)構(gòu),具有較大的信息容量和最小的串?dāng)_。通過每個(gè)TDN節(jié)點(diǎn)上錨定不同發(fā)射波長(zhǎng)的熒光分子,合成了彩色編碼的多路復(fù)用探針,用于識(shí)別不同的分子和活細(xì)胞,為多路復(fù)用和定量檢測(cè)低豐度生物靶標(biāo)提供了一個(gè)高度通用的擴(kuò)增工具集。
Ge 等人[25] 通過自組裝DNA折紙?jiān)诮痣姌O表面,利用DNA折紙模板的可編程性,構(gòu)建了葡萄糖氧化酶和辣根光氧化酶的酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng)體系,在特定電勢(shì)作用下,底物/產(chǎn)物通過酶對(duì)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電子傳遞到電極表面,從而形成穩(wěn)態(tài)電流,且該電流信號(hào)與酶對(duì)之間的距離有關(guān)(圖3)。通過改變酶對(duì)之間的距離可實(shí)現(xiàn)對(duì)電流輸出的精細(xì)調(diào)節(jié),這為微電子設(shè)備與生物系統(tǒng)接口提供了新的途徑。Zhao等人[26] 研究了DNA四面體納米結(jié)構(gòu) (TDNs) 通過固態(tài)納米孔的轉(zhuǎn)運(yùn)行為,發(fā)現(xiàn)TDNs有明顯的轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào),且與TDNs的大小有關(guān)。DNs與線性DNA分子結(jié)合,在離子電流軌跡中產(chǎn)生額外的信號(hào)。對(duì)其相對(duì)時(shí)間位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)在線性DNA分子末端與中間結(jié)合的TDNs具有明顯的特征。還觀測(cè)到兩個(gè)TDNs與同一線性DNA分子結(jié)合的特征電流。該研究證明TDNs可作為敏感生物傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)單個(gè)DNA分子的特定片段。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同細(xì)胞對(duì)DNA六螺旋納米結(jié)構(gòu)的攝取研究[J]. 劉卓,李凡,郭琳潔,趙彥,李江,劉小果,王麗華,樊春海. 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2017(01)
本文編號(hào)：3050021
【文章來源】：功能材料與器件學(xué)報(bào). 2020,26(04)
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
基于DNA折紙筏的單分子酶級(jí)聯(lián)實(shí)時(shí)成像
Liu等人[22]基于DNA修飾的金納米粒子,制備了一種熒光納米等離子體雙模態(tài)成像探針 (fPlas探針),發(fā)展了在單細(xì)胞水平半定量研究納米粒子聚集狀態(tài)的新方法(圖2)。這種方法可以清晰區(qū)分活細(xì)胞中呈單分散、小聚集體和大聚集體的金納米粒子,并與暗場(chǎng)顯微鏡下的綠色、黃色以及亮黃色顆粒信號(hào)分別對(duì)應(yīng)。通過納米等離子體成像與熒光成像的聯(lián)用,可同時(shí)獲取活細(xì)胞內(nèi)納米粒子聚集狀態(tài)與定位信息。在細(xì)胞內(nèi)通過微管運(yùn)輸DNA修飾的金納米粒子,并且對(duì)在運(yùn)輸過程中發(fā)生聚集的過程進(jìn)行實(shí)時(shí)成像,發(fā)現(xiàn)其聚集狀態(tài)對(duì)相關(guān)囊泡的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有重要影響。這一研究結(jié)果揭示了納米粒子在細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸與其聚集狀態(tài)直接相關(guān),為設(shè)計(jì)新型納米藥物提供了新的思路和靶點(diǎn)。Li等人[23] 使用四面體作為“Cayley tree”框架的剛性節(jié)點(diǎn),構(gòu)建了具有固定節(jié)點(diǎn)數(shù)和客體分子的分形DNA框架結(jié)構(gòu)(FDF結(jié)構(gòu))。這種可調(diào)力學(xué)性能的FDFs結(jié)構(gòu),具有較大的信息容量和最小的串?dāng)_。通過每個(gè)TDN節(jié)點(diǎn)上錨定不同發(fā)射波長(zhǎng)的熒光分子,合成了彩色編碼的多路復(fù)用探針,用于識(shí)別不同的分子和活細(xì)胞,為多路復(fù)用和定量檢測(cè)低豐度生物靶標(biāo)提供了一個(gè)高度通用的擴(kuò)增工具集。
Ge 等人[25] 通過自組裝DNA折紙?jiān)诮痣姌O表面,利用DNA折紙模板的可編程性,構(gòu)建了葡萄糖氧化酶和辣根光氧化酶的酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng)體系,在特定電勢(shì)作用下,底物/產(chǎn)物通過酶對(duì)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電子傳遞到電極表面,從而形成穩(wěn)態(tài)電流,且該電流信號(hào)與酶對(duì)之間的距離有關(guān)(圖3)。通過改變酶對(duì)之間的距離可實(shí)現(xiàn)對(duì)電流輸出的精細(xì)調(diào)節(jié),這為微電子設(shè)備與生物系統(tǒng)接口提供了新的途徑。Zhao等人[26] 研究了DNA四面體納米結(jié)構(gòu) (TDNs) 通過固態(tài)納米孔的轉(zhuǎn)運(yùn)行為,發(fā)現(xiàn)TDNs有明顯的轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào),且與TDNs的大小有關(guān)。DNs與線性DNA分子結(jié)合,在離子電流軌跡中產(chǎn)生額外的信號(hào)。對(duì)其相對(duì)時(shí)間位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)在線性DNA分子末端與中間結(jié)合的TDNs具有明顯的特征。還觀測(cè)到兩個(gè)TDNs與同一線性DNA分子結(jié)合的特征電流。該研究證明TDNs可作為敏感生物傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)單個(gè)DNA分子的特定片段。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同細(xì)胞對(duì)DNA六螺旋納米結(jié)構(gòu)的攝取研究[J]. 劉卓,李凡,郭琳潔,趙彥,李江,劉小果,王麗華,樊春海. 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2017(01)
本文編號(hào)：3050021
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