用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针及其试剂盒和方法技术

本发明专利技术公开了用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针及其试剂盒和方法，通过将截面八面体DNA纳米笼主体框架的探针，结构稳定，并基于核酸适配体(Sgc4f、TC01、Sgc8c)设计三特异性识别生物计算DNA分子逻辑门实现了对三靶膜蛋白原位成像分析，为肿瘤的早期诊断和DNA分子逻辑门在复杂细胞系统中的生物医学应用提供了新的工具和思路。统中的生物医学应用提供了新的工具和思路。统中的生物医学应用提供了新的工具和思路。

【技术实现步骤摘要】
用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针及其试剂盒和方法


[0001]本专利技术涉及检测领域，具体涉及用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针，还涉及白血病细胞多特异性膜蛋白检测试剂盒和方法。

技术介绍

[0002]DNA分子逻辑门可以广泛应用于生化分析领域中各种生物物质的检测，如DNA、RNA、蛋白质、小分子和离子等。分子逻辑门可以在分子水平上实现两个或两个以上的复杂运算，类似于数字电路中的逻辑门，其输出信号是通过运算得到的相应逻辑信号，通常称为布尔逻辑。
[0003]基于DNA分子逻辑门设计检测探针受到许多限制和挑战，包括：1.对于复杂的细胞样品，由于细胞代谢等因素的影响，细胞内外的生理环境是复杂多变的。同时，由于细胞内含有多种细胞器结构，细胞具有多个固液界面，这对DNA分子逻辑门在细胞分析中的应用提出了更高的要求。2.利用DNA分子逻辑门进行膜蛋白相互作用分析，仍然缺乏与生物医学领域的重要应用相匹配的方案。因此，开发适应生物医学需要的DNA分子逻辑门及其在临床诊断中的应用是当前生物医学研究的关键问题。
[0004]白血病细胞膜受体表达水平和/或功能的改变可导致系统性功能障碍，相同的分子标记常常被不同的细胞亚群所共有，要准确鉴定没有特异性标记的癌细胞亚群，需要多种标记。通过分析多种膜受体的高或低表达水平，可以更精确地鉴定单个细胞的性质，从而实现更准确的疾病诊断和治疗。因此，开发能够分析多种肿瘤分子标记物识别癌细胞亚群的方法具有重要意义。
[0005]适配体是单链核酸链，是一类具有独特三维构象的DNA或RNA，也称为“化学抗体”，与各种靶点结合，具有高度的特异性和亲和力。可作为常用的配体，能够特异性识别并与膜蛋白受体紧密结合，带有适体的分子探针可以通过靶向癌细胞的过表达膜蛋白，用于癌症诊断和靶向治疗。
[0006]基于核酸适配体设计DNA分子逻辑门，构建靶向分析白血病细胞膜蛋白的检测探针，是现在研究的热点也是难点。
[0007]DNA几何多面体(DNA
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GPs)：包括四面体、棱柱体、八面体、十二面体、二十面体、巴基球等，高可编程性、良好的生物相容性和多样化的功能化方法，加上稳定的框架和中空的内饰，为多学科研究提供了广阔的机会。但是基于DNA
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GPs的组装检测策略受到许多限制，关键问题在于：1.DNA四面体等较简单几何多面体修饰空间不足；2.十二面体等较复杂几何多面体修饰空间较大，组装步骤复杂，且组装率低。因此，亟需一种组装简单，修饰空间足够，能够高灵敏检测白血病的探针。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑
电路分析DNA纳米笼探针；本专利技术的目的之二在于提供利用所述用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针制备白血病膜蛋白原位成像分析试剂盒中的应用；本专利技术的目的之三在于提供含有所述探针的试剂盒；本专利技术的目的之四在于提供使用所述探针用于白血病膜蛋白原位成像分析的方法。
[0009]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]1、用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针，所述探针包括截面八面体DNA纳米笼和基于核酸适配体设计DNA分子逻辑计算序列；
[0011]所述截面八面体DNA纳米笼探针由8条链作为主体骨架自组装形成截面八面体，其中3条骨架链上3
’
端延伸白血病肿瘤细胞DNA适配体序列，所述DNA适配体序列上还有互补配对的3条短链DNA，还有3条骨架链上3
’
端延伸DNA分子逻辑计算序列的连接序列；
[0012]所述DNA分子逻辑计算序列由9条序列组装而成，分别形成3组带有不同荧光发光基团和猝灭基团的逻辑计算分别命名为R1、R2和R3，并与八面体DNA纳米笼3
’
端的DNA分子逻辑计算序列的连接序列连接；
[0013]当探针的3个适配体分别与白血病细胞特异性膜蛋白结合，可导致与适配体部分互补配对的短链DNA脱落，任意两种以上的短链游离，会进一步促发R1、R2、R3逻辑计算，导致对应的荧光信号产生。
[0014]本专利技术优选的，所述DNA分子逻辑计算序列如SEQ ID NO.9～EQ ID NO.17所示。
[0015]本专利技术优选的，所述截面八面体DNA纳米笼探针的主体骨架序列由如SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.8的第1～75位碱基构成。
[0016]本专利技术优选的，所述白血病肿瘤细胞DNA适配体为Sgc4f、TC01和Sgc8c中的至少一种。
[0017]本专利技术优选的，所述3条短链DNA的序列如SEQ ID NO.18～SEQ ID NO.20所示。
[0018]2、利用所述用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针制备白血病膜蛋白原位成像分析试剂盒中的应用。
[0019]3、含有所述探针的试剂盒。
[0020]本专利技术优选的，所述试剂盒还包括组装液，所述组装液为TAM缓冲液，各组分浓度如下：pH 7.0、40mM Tris乙酸、12.6mM乙酸镁。
[0021]4、使用所述探针用于白血病膜蛋白原位成像分析的方法，包括如下步骤：
[0022]1)将带有白血病肿瘤细胞DNA适配体序列和DNA分子逻辑计算序列的连接序列的8条主体骨架链自组装形成八面体DNA纳米笼探针；
[0023]2)将9条DNA分子逻辑计算序列按逻辑计算R1、R2和R3分别在95℃退火5分钟，梯度降温组装；
[0024]3)将自组装形成截面八面体DNA纳米笼探针和组装好的探针主体和逻辑计算部分R1、R2、R3进行1：1配比，室温1小时反应，得到白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针，然后加入待测白细胞中，待充分反应后根据荧光分析血病细胞膜蛋白。
[0025]本专利技术优选的，所述自组装条件为在TAM缓冲液中以1μM的浓度混合等摩尔量主体骨架链，在95℃下加热10分钟，然后在80℃下加热5分钟，冷却至60℃，最后缓慢冷却至4℃即可。
[0026]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电
路分析DNA纳米笼探针，通过设计合理的截面八面体DNA纳米笼骨架序列，形成截面八面体DNA纳米笼主体框架的探针，结构稳定，组装效率>90％；然后基于核酸适配体(Sgc4f、TC01、Sgc8c)设计三特异性识别生物计算DNA分子逻辑门实现了对白血病细胞三靶膜蛋白原位成像分析，为肿瘤的早期诊断和DNA分子逻辑门在复杂细胞系统中的生物医学应用提供了新的工具和思路。
附图说明
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0028]图1为探针的主体结构和逻辑计算部件及组装；
[0029]图2为探针逻辑计算真值表、逻辑电路设计；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针，其特征在于：所述探针包括截面八面体DNA纳米笼和基于核酸适配体设计DNA分子逻辑计算序列；所述截面八面体DNA纳米笼探针由8条链作为主体骨架自组装形成截面八面体，其中3条骨架链上3
’
端延伸白血病肿瘤细胞DNA适配体序列，所述DNA适配体序列上还有互补配对的3条短链DNA，还有3条骨架链上3
’
端延伸DNA分子逻辑计算序列的连接序列；所述DNA分子逻辑计算序列由9条序列组装而成，分别形成3组带有不同荧光发光基团和猝灭基团的逻辑计算分别命名为R1、R2和R3，并与截面八面体DNA纳米笼3
’
端的DNA分子逻辑计算序列的连接序列连接；当探针的3个适配体分别与白血病细胞特异性膜蛋白结合，可导致与适配体部分互补配对的短链DNA脱落，任意两种以上的短链游离，会进一步促发R1、R2、R3逻辑计算，导致对应的荧光信号产生。2.根据权利要求1所述用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针，其特征在于：所述DNA分子逻辑计算序列如SEQ ID NO.9～EQ ID NO.17所示。3.根据权利要求1所述用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针，其特征在于：所述八面体DNA纳米笼探针的主体骨架序列由如SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.8的第1～75位碱基构成。4.根据权利要求1所述用于白血病细胞多特异性膜蛋白逻辑电路分析DNA纳米笼探针，其特征在于：所述白血病肿瘤细胞D...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘钱，高铭萱，陈鸣，包静，刘璐，申曼，吴显兰，徐含青，冯柳，王靖雪，夏涵，赵雅霞，王小，张利改，肖婷，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：