基于热响应聚合物识别核酸长度的方法

本发明归属于生物医学检测，特别是涉及一种利用热响应阳离子聚合物材料表征核酸长度的方法。

背景技术：

1、随着生物技术的快速发展，核酸编辑技术已成为基因功能研究、遗传病治疗和农业改良等领域的重要工具。这些技术使科学家能够精确检测和修改特定核酸序列，常导致核酸长度变化。

2、当前，核酸编辑技术如限制性内切酶、t4连接酶以及crispr-cas系统已被广泛应用于实验室和临床研究中，但现有的核酸长度表征方法如荧光探针技术和凝胶电泳具有成本高、操作复杂和精度受限等缺点。例如，荧光探针技术虽然能通过荧光信号变化检测核酸剪切，但需昂贵的试剂和精密设备；凝胶电泳虽直观但使用致癌染料，且分辨率在短片段上不足。高效液相色谱(hplc)和凝胶渗透色谱(gpc)等方法虽提供另一途径，但不适合处理高盐样品，限制了其应用范围。

3、因此，存在迫切需求开发一种新的技术，该技术应能克服现有方法的限制，实现对核酸长度的快速、精确和成本效益高的表征。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，解决现有核酸长度表征技术复杂性、高成本和设备依赖性的问题。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，该方法包括如下步骤：

4、(1)将含有阳离子基团和热响应单元的热响应阳离子聚合物与不同长度的核酸在水系溶液中混合；

5、(2)观察随核酸长度变化而变化的聚合物材料的浊点；

6、(3)通过肉眼或仪器设备识别核酸长度。

7、优选地，所述热响应阳离子聚合物为热响应阳离子聚合物和/或热响应阳离子聚合物的复合物，所述热响应阳离子聚合物包括阳离子基团及热响应单元，所述阳离子基团包括氨基和/或胍基，所述热响应单元源自n-异丙基丙烯酰胺、n-乙烯基异丁酰胺、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯。

8、优选地，为了确保在不同环境条件下保持良好的性能和稳定性，所述热响应阳离子聚合物的结构式为：

9、

10、

11、优选地，所述热响应阳离子聚合物的共聚比m：n为20：1～5：1。

12、优选地，在混合溶液中添加浓度为1-40mm tris-hcl、pbs的缓冲液，以增强识别效果。

13、优选地，通过调节混合溶液中的ph值(7.4-8.8)以调节对核酸的识别范围。

14、优选地，所述热响应阳离子聚合物的复合物为热响应阳离子聚合物与纳米颗粒的复合物或热响应阳离子聚合物与纳米囊泡的复合物。

15、优选地，所述纳米颗粒包括金纳米颗粒、碳纳米颗粒、硅纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、磁性纳米颗粒、聚合物纳米颗粒中的任意一种或其组合。

16、优选地，在核酸编辑作用前和/或后，将热响应阳离子聚合物材料与相应溶液混合，其中材料的浊点随核酸长度的变化而改变，通过肉眼观察或仪器设备识别核酸长度变化。

17、优选地，所述核酸编辑技术，包含限制性内切酶技术和/或连接酶技术和/或crispir-cas技术，所述仪器设备包含紫外分光光度计、浊度仪、光散射仪。

18、技术原理：本发明是利用热响应阳离子聚合物材料来表征连接酶作用效果的，在进行连接酶处理后，将处理过的核酸与热响应阳离子聚合物材料在水溶液中混合。由于t4连接酶和或限制性内切酶和或crispir-cas的作用导致的核酸长度变化，聚合物材料的浊点也会相应变化。这种浊点的变化可以通过使用光学测量设备进行检测，从而精确识别核酸的长度变化。

19、有益效果：本发明是一种基于热响应阳离子聚合物材料的识别核酸长度的方法，该方法能够快速、简便、低成本且精确地识别和表征核酸长度。该热响应阳离子聚合物材料利用其独特的热响应性质，与核酸发生相互作用，使得材料的浊点随核酸长度变化而改变。通过监测这一浊点的变化，可以直观地表征核酸的长度变化。此外，本发明的方法可以通过简单地调节溶液的ph值来适应不同长度范围的核酸，增加了方法的灵活性和适用范围。本发明不仅简化了传统核酸长度表征的流程，而且提高了操作的便捷性和实验的经济效率。本发明的技术特别适合用于支持现代基因编辑技术，如限制性内切酶、连接酶技术以及crispr-cas等，能够有效地评估这些技术对dna长度的改变效果，本发明提供了一种新的工具来表征这些技术的编辑效果。

技术特征：

1.基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，所述热响应阳离子聚合物为热响应阳离子聚合物和/或热响应阳离子聚合物的复合物，所述热响应阳离子聚合物包括阳离子基团及热响应单元，所述阳离子基团包括氨基和/或胍基，所述热响应单元源自n-异丙基丙烯酰胺、n-乙烯基异丁酰胺、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯，阳离子基团提供与dna的静电作用，热响应单元在与dna作用后提供升温后的浊度。

3.根据权利要求1所述的基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，所述热响应阳离子聚合物的结构式为：

4.根据权利要求3所述的基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，所述热响应阳离子聚合物的共聚比m：n为20：1～5：1，氨基的含量影响到与dna的结合能力，同时又会影响热响应阳离子聚合物的亲水性。

5.根据权利要求1所述的基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，在混合溶液中添加浓度为1-40mm tris-hcl、pbs的缓冲液，以增强识别效果，偏碱性离子的存在有利于增强热响应的灵敏度。

6.根据权利要求1所述的基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，通过调节混合溶液中的ph值(7.4-8.8)以调节对核酸的识别范围。

7.根据权利要求2所述的基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，所述热响应阳离子聚合物的复合物为热响应阳离子聚合物与纳米颗粒的复合物或热响应阳离子聚合物与纳米囊泡的复合物，这些复合物也会产生与热响应聚合物相同的效果。

8.根据权利要求7所述的基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，所述纳米颗粒包括金纳米颗粒、碳纳米颗粒、硅纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、磁性纳米颗粒、聚合物纳米颗粒中的任意一种或其组合。

9.根据权利要求7所述的基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，在核酸编辑作用前和/或后，将热响应阳离子聚合物材料与相应溶液混合，其中材料的浊点随核酸长度的变化而改变，通过肉眼观察或仪器设备识别核酸长度变化。

10.根据权利要求9所述的基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，其特征在于，所述核酸编辑，包含限制性内切酶技术和/或连接酶技术和/或crispir-cas技术，这些技术往往伴随着dna长度的变化，所述仪器设备包含紫外分光光度计、浊度仪、光散射仪。

技术总结本发明公开了一种基于热响应聚合物识别核酸长度的方法，适用于生物医学核酸检测领域。此聚合物与不同长度的核酸结合后，可导致溶液的浊点显著变化，从而实现核酸长度的有效检测。本发明的显著优势包括对短片段核酸长度差异的高精度识别能力，以及操作的简便性和低成本。此外，本技术通过调整实验条件，可扩展识别范围并与现有多种核酸编辑技术(如限制性内切酶、连接酶以及CRISPR‑Cas技术)兼容，适用于核酸编辑效果的评估。这些特性预示着本发明在核酸检测和生物技术领域的广泛应用潜力。技术研发人员：徐碧漪,仝瑞,邓俊受保护的技术使用者：上海大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23