(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210661310.2 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 国家纳米科 学中心 地址 100190 北京市海淀区中关村北一条 11号 (72)发明人 丁宝全　刘建兵　王宇昂　李燕　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 专利代理师 刘二艳 (51)Int.Cl. C12N 15/11(2006.01) C12N 15/10(2006.01) (54)发明名称 一种高阶核酸结构及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明提供了一种高阶核酸结构及其制备 方法和应用， 所述高阶核酸结构由核酸脚手架 链、 支链型订书钉链和除支链型订书钉链中线型 订书钉链以外的线型订书钉链通过碱基互补配 对共组装而成， 所述支链型订书钉链包括支链型 有机分子以及与所述支链型有机分子共价偶联 的含有线型订书钉链的核酸。 本发 明通过在核酸 结构组装体系中引入支链型订书钉链， 实现了更 为高效的高阶核酸结构的制备， 所述高阶核酸结 构能够被进一步锁定形成致密 的锁定型高阶核 酸结构， 所述锁定型高阶核酸结构能够精确定位 纳米颗粒， 可应用于分子器件、 生物传感和药物 递送等领域； 该类高阶核酸结构制备方法简单， 生产效率高， 极大促进了相关产品的推广与使 用。 权利要求书2页 说明书13页 序列表5页 附图6页 CN 115011593 A 2022.09.06 CN 115011593 A 1.一种高阶核酸结构， 其特征在于， 所述高阶核酸结构包括核酸脚手架链、 支链型订书 钉链和除支链型订书钉链中线型订书钉链以外的线型订书钉链通过碱基互补配对共组装 而成； 所述支链型订书钉链包括支链型有机分子以及与所述支链型有机分子共价偶联的含 有线型订书钉链的核酸。 2.根据权利要求1所述的高阶核酸结构， 其特征在于， 所述核酸脚手架链包括环形DNA 单链M13mp18或P73 08； 优选地， 所述线型订书钉链包括用于分别组装三角形折纸、 正方形折纸或纳米管折纸 的订书钉链； 优选地， 所述支 链型有机分子包括叠氮修饰的双季戊四醇或叠氮修饰的α ‑环糊精； 优选地， 所述含有线型订书钉链的核酸的核酸序列包括SEQ  ID NO.1～SEQ  ID NO.4所 示的序列。 3.一种权利要求1或2所述的高阶核酸结构的制备方法， 其特征在于， 所述高阶核酸结 构的制备 方法包括： 将核酸脚手架链、 支链型订书钉链和除支链型订书钉链中线型订书钉链以外的线型订 书钉链混合进行共组装， 得到所述高阶核酸结构； 所述支链型订书钉链包括支链型有机分子以及与所述支链型有机分子共价偶联的含 有线型订书钉链的核酸。 4.根据权利要求3所述的高阶核酸结构的制备方法， 其特征在于， 所述共组装的条件包 括： 90～95℃孵育1～10mi n， 降温至1～4℃； 优选地， 所述核酸脚手架链、 支链型订书钉链中所含有的线型订书钉链和除支链型订 书钉链以外的线型订书钉链的摩尔比为1:1:(5～ 20)。 5.根据权利要求3或4所述的高阶核酸结构的制备方法， 其特征在于， 所述支链型订书 钉链的制备 方法包括： 在含有线型订书钉链的核酸的末端修饰反应官能团， 将修饰有反应官能团的含有线型 订书钉链的核酸与支 链型有机分子进行共价偶联反应， 得到所述支 链型订书钉链。 6.根据权利要求5所述的高阶核酸结构的制备方法， 其特征在于， 所述反应官能团包括 二苯并环辛炔 ‑琥珀酰亚胺酯； 优选地， 所述含有 线型订书钉链的核酸与反应官能团的摩尔投料比为1:(10～5 0)； 优选地， 所述修饰有反应官能团的含有线型订书钉链的核酸与支链型有机分子的摩尔 投料比为(1～12):1。 7.根据权利要求3 ‑6任一项所述的高阶核酸结构的制备方法， 其特征在于， 所述高阶核 酸结构的制备 方法包括以下步骤： (1)在含有线型订书钉链 的核酸的末端修饰反应官能团， 将修饰有反应官能团的含有 线型订书钉链的核酸与支 链型有机分子进行共价偶联反应， 得到所述支 链型订书钉链； (2)将核酸脚手架链、 支链型订书钉链和除支链型订书钉链中线型订书钉链以外的线 型订书钉链混合进行共组装， 得到所述高阶核酸结构。 8.权利要求1或2所述的高阶核酸结构在定位纳米颗粒中的应用。 9.一种定位纳米颗粒的方法， 其特 征在于， 所述定位纳米颗粒的方法包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115011593 A 2(1’)在权利要求1或2所述的高阶核酸结构中添加 捕获链， 得到含有捕获链的高阶核酸 结构； (2’)将二价订书钉链与步骤(1 ’)得到的含有捕获链的高阶核酸结构混合， 得到锁定型 高阶核酸结构； (3’)将所述锁定型高阶核酸结构与修饰有杂交链的纳米颗粒进行共组装， 得到定位上 纳米颗粒的锁定型高阶核酸结构。 10.根据权利要求9所述的定位纳米颗粒的方法， 其特征在于， 所述捕获链与杂交链之 间进行碱基互补配对； 优选地， 所述捕获链的核酸序列包括SEQ  ID NO.5～SEQ  ID NO.22所示的序列， 其中用 于三角形折纸结构的捕获链的核酸序列包括SEQ  ID NO.5～SEQ  ID NO.10所示的序列， 用 于正方形折纸结构的捕获链的核酸序列包括SEQ  ID NO.11～SEQ ID NO.22所示的序列； 优选地， 所述二价订书钉链的核酸序列包括SEQ  ID NO.23～SEQ  ID NO.30所示的序 列， 其中用于锁定三角形折纸结构的二价订书钉链的核酸序列包括SEQ  ID NO.23～SEQ  ID  NO.26所示的序列， 用于锁定正方形折纸结构的二价订书钉链的核酸序列包括SEQ  ID  NO.27～SEQ  ID NO.30所示的序列； 优选地， 所述杂交链的核酸序列包括SEQ  ID NO.31所示的序列。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115011593 A 3