金核-量子点卫星结构探针在可视化实时监测miRNA

smallkuanghuamiRNA是一类长约18-25个核苷酸的非编码小分子RNA,在生命科学中扮演着重要的调节作用。miRNA的非正常表达与癌症、遗传疾病和免疫系统疾病相关。传统的miRNA检测技术有微阵列及qRT–PCR,需要进行细胞裂解及RNA提取等繁琐步骤,无法实现活细胞或活体内的实时检测。胞内miRNA检测技术的发展将帮助人们了解更多miRNA表达方面的细节,更深刻的理解其复杂的生理功能。量子点具有具有较大的斯托克斯位移和很好的光稳定性,且荧光寿命长,可以避免发射光谱与激发光谱的重叠,大大减弱背景干扰。

江南大学食品学院匡华教授课题组利用核酸(DNA)将金纳米粒子和量子点组装成核-卫星结构,利用核酸适配体与miRNA的识别作用,构建了高灵敏miRNA活细胞内定量检测传感器,并将其成功应用于荷瘤小鼠活体成像。实验表明,所制备的卫星组装结构在细胞培养基中稳定性良好,对于核酸酶(DNAse I)具有较好的耐受性。流式细胞测试结果表明组装体(浓度 10nM 下)对活细胞毒性较弱。将组装体与活细胞孵育,生物切片表明组装体能以完整的结构进入细胞内。随着孵育时间延长,3小时获得最强的荧光响应,8小时后由于纳米粒子的非特异性聚集导致荧光衰退。利用荧光信号的变化,实现了活细胞内miRNA的定量分析,线性范围为0.11-40.3 amol/ngRNA,检测限可达到0.05 amol/ngRNA。此外,我们将制备的组装体探针应用于荷瘤裸鼠的荧光成像。组装探针分散在生理盐水中注射进小鼠体内。通过体液循环作用,6小时后生物探针在肿瘤部位富集,从无到有出现荧光信号,可以高效地表征肿瘤的边界。这为肿瘤及其他恶性疾病的早期诊断以及肿瘤的有效切除提供了新方法。

相关论文在线发表在Small( DOI: 10.1002/smll.201503629)上。