一种荧光信号介导的DNA颗粒及其获取方法

本发明属于合成生物学，具体涉及一种荧光信号介导的dna颗粒及其获取方法。

背景技术：

1、dna作为重要的生物遗传物质，承载着重要的信息，被广泛应用于生物医药和合成生物学技术领域，如疾病诊断、dna药物递送和dna信息存储等领域。然而，dna分子在无保护条件下极易被环境中的核酸酶、金属离子、氧化自由基和高温等破坏，导致其丢失本身所携带的信息。同时，从海量的dna颗粒库中对特定dna颗粒进行获取和删除存在着挑战。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种荧光信号介导的dna颗粒及其获取方法，其通过荧光索引分子的引入开发了一种可稳定存储并便于获取的dna颗粒，利用不同dna颗粒携带荧光信号的不同，可利用流式细胞分选仪的荧光通道实现对混合dna颗粒中特定dna颗粒的高效获取。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种荧光信号介导的dna颗粒，其是由dna、二价金属离子和荧光索引分子自组装而成。

4、进一步地，所用dna、荧光索引分子和二价金属离子的摩尔比为1:(1~100):(2~100)。

5、进一步地，所述dna可以是一种或多种有无修饰的双链、单链、环状dna分子。

6、进一步地，所述二价金属离子包括铁离子、铜离子或锌离子。

7、进一步地，所述荧光索引分子包括荧光染料、稀土材料等发光物质，以实现不同颜色波长的荧光信号，用于标识不同的dna颗粒。

8、更进一步地，所述荧光索引分子的发射波长应具有足够区分度，以实现对dna颗粒库中特定dna颗粒的高效且精准地随机获取。

9、进一步地，所述dna颗粒的制备包括以下步骤：

10、1）将dna溶解于无酶水中，形成浓度为10-2~10 mm的溶液；

11、2）将荧光索引分子溶解于dmso中，形成浓度为1~10 mm的溶液；

12、3）将二价金属离子溶解于二次水中，形成浓度为1~20 mm的溶液；

13、4）将步骤1）-3）所得溶液混合均匀后，置于95 ℃金属浴中孵育10 min~3 h，再自然冷却至室温；

14、5）将步骤4）所得反应物离心纯化，并重复洗涤3次，去除上清液中未反应的单体和溶剂。

15、所述荧光信号介导的dna颗粒的获取方法，是当荧光信号介导的dna颗粒存储于dna库后，基于不同dna颗粒携带的不同荧光索引分子产生荧光信号的不同，通过使用流式细胞分选仪选择性获取特定的dna颗粒，从而达到回收利用的目的。

16、本发明dna颗粒通过将dna与二价金属离子和特定的荧光索引分子进行自组装，利用金属离子与dna的配位及dna分子和荧光索引分子间的氢键、疏水作用、静电引力和共轭效应等来驱动分子快速组装成核，形成稳定且带有荧光信号的dna纳米颗粒。所得dna颗粒由于不同荧光索引分子的引入而呈现出不同波长的荧光信号，因而可将不同荧光信号作为不同dna颗粒的索引标志，利用流式细胞分选仪的荧光通道进行识别分选，从而能够高效、精准地实现对目标dna的识别获取。同时，其允许自主删除特定dna颗粒，而不会损坏dna库中的其他颗粒。

17、本发明的有益效果在于：

18、本发明提供了一种荧光信号介导的dna颗粒及其获取方法，该方法简单、高效、绿色，具有广泛的通用性，能够实现非破坏性和高效地获取目标dna颗粒，且获取过程无需进行pcr扩增，同时，允许自主删除目标dna颗粒，而不会损坏dna库中的其他颗粒。此外，其dna颗粒的制备方法具有简单、高效的特点，可实现大规模制备以及良好的生物相容性，因此，适用于生物医学、药物递送和基于dna的信息存储技术领域，尤其是能为基于dna为介质的信息库实现非破坏性的随机读取提供新的思路，在解决传统dna存储平台所遇到的存储基元密度低、合成复杂、随机索引和分选困难等问题上发挥着重要的指导作用。

技术特征：

1.一种荧光信号介导的dna颗粒，其特征在于，所述dna颗粒是由dna、二价金属离子和荧光索引分子自组装而成。

2.根据权利要求1所述的荧光信号介导的dna颗粒，其特征在于，所用dna、荧光索引分子和二价金属离子的摩尔比为1:(1~100):(2~100)。

3.根据权利要求1所述的荧光信号介导的dna颗粒，其特征在于，所述二价金属离子包括铁离子、铜离子或锌离子。

4.根据权利要求1所述的荧光信号介导的dna颗粒，其特征在于，所述荧光索引分子包括荧光染料、稀土材料。

5.根据权利要求1所述的荧光信号介导的dna颗粒，其特征在于，所述dna颗粒的制备包括以下步骤：

6.一种如权利要求1~5任一所述的荧光信号介导的dna颗粒的获取方法，其特征在于，所述荧光信号介导的dna颗粒存储于dna库后，基于不同dna颗粒携带的不同荧光索引分子产生的荧光信号不同，通过使用流式细胞分选仪选择性获取特定的dna颗粒，从而达到回收利用的目的。

技术总结本发明公开了一种荧光信号介导的DNA颗粒及其获取方法。其是将DNA、二价金属离子和荧光索引分子进行自组装，得到具有多色荧光信号差异的DNA颗粒；基于荧光信号差异，可利用流式细胞分选仪的荧光通道对目标DNA进行索引并进行获取。本发明提供的荧光信号介导的DNA颗粒为DNA库基元的构建、索引和删除提供了新方法，在生物医学和合成生物学领域具有广泛的应用前景，解决了传统DNA存储平台所遇到的存储基元密度低、合成复杂、索引和分选困难等问题。技术研发人员：卢春华,钟武坤,傅章程,杨黄浩受保护的技术使用者：福州大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5