基于新型碳納米材料的ATP快速檢測方法研究.pdf

1、三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)是一類普遍存在的能源物質，它廣泛存在于各種生物體內，并發(fā)揮了極其重要的作用。ATP在生物體內的主要功能包括:存儲能量、傳遞能量、參與各類營養(yǎng)物質的合成、促進各種細胞的修復以及再生、維持生物體的正常運轉。通過對ATP的含量進行檢測，可以對藥物或生物制劑對細胞的殺傷作用進行客觀評價，并且可以對一些疾病進行早期的診斷及治療。在本研究中，基于新型碳納米材料，設計了兩種新型核酸適配

2、體傳感器分別對ATP進行快速檢測。該研究主要包括以下兩方面內容:
　　1、基于熒光能量共振轉移以及核酸外切酶Ⅰ與核酸外切酶Ⅲ的酶解活性，構建了一個檢測ATP的新型核酸適配體生物傳感器。當反應體系中不存在靶標ATP時，探針1被核酸外切酶Ⅰ逐個水解成寡核苷酸。當向反應體系中加入靶標ATP后，探針1上的ATP適配體序列與ATP相互結合，由于空間位阻的作用，結合上ATP的探針1能夠避免被核酸外切酶Ⅰ水解成寡核苷酸。隨后，結合上ATP的探針

3、1能夠與事先吸附于氧化石墨烯上的探針2雜交配對，配對所形成的雙鏈DNA，被核酸外切酶Ⅲ識別、酶解。熒光基團FAM與氧化石墨烯之間距離的拉大，阻斷了熒光能量共振轉移，F(xiàn)AM的熒光得以恢復。通過向體系中加入核酸外切酶Ⅲ，該生物傳感器的熒光信號大大增強了且與ATP的濃度（從0到3μM）存在良好的線性關系。通過對甲型副傷寒沙門氏菌中ATP進行有效檢測，我們可以得出:該生物傳感器能夠被應用到實際樣品的檢測中。
　　2、基于重金屬離子(Hg2

4、+）對碳納米顆粒的淬滅效應，構建了一個新型核酸適配體生物傳感器對ATP進行快速檢測。體系中汞離子的存在，使得探針1與不完全互補的探針2形成含有T-Hg2+-T復合物(T-T mismatch)的雙鏈結構。當反應溶液中不存在靶標ATP時，含有T-Hg2+-T復合物(T-T mismatch)的雙鏈結構能夠穩(wěn)定地存在于檢測溶液中，而碳納米顆粒由于沒有受到重金屬離子(Hg2+)的淬滅作用，能夠被檢測到強的熒光。然而，當向體系中加入靶標ATP后

5、，ATP能夠迅速地與雙鏈結構中的適配體相結合，此時雙鏈被解開，先前穩(wěn)定的T-Hg2+-T的復合物(T-T mismatch)結構遭到破壞，重金屬離子（Hg2+）被釋放出來，與體系中游離的碳納米顆粒形成穩(wěn)定的絡合物。由于重金屬離子對碳納米顆粒的淬滅作用，碳納米顆粒的熒光強度減弱。隨著ATP濃度的增加，越來越多的Hg2+被釋放出來，體系中碳納米顆粒的熒光強度也將繼續(xù)降低，最終達到穩(wěn)定。該檢測方法不僅可以用于檢測ATP，也為其他生物分子的快速