銀納米粒子與核酸分子相互作用的研究及其分析應(yīng)用.pdf

1、核酸是重要的生命物質(zhì)，是遺傳信息的攜帶者和基因表達(dá)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它支配蛋白質(zhì)的合成，是主宰人體的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、變異和遺傳的重要生命現(xiàn)象。因此研究核酸與小分子的相互作用機(jī)理，建立高靈敏度、低檢測(cè)限的核酸定量測(cè)定新方法，對(duì)新型的藥物設(shè)計(jì)、抗癌藥物的藥理和毒性的研究、以及臨床檢測(cè)等方面具有重要意義，是當(dāng)前生物分析化學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)之一。 本論文從尋找新的核酸探針，以建立靈敏的定量檢測(cè)的方法出發(fā)，以熒光和共振光散射技術(shù)為主要研究手段

2、，同時(shí)應(yīng)用吸收光譜技術(shù)，圓二色光譜技術(shù)，熒光壽命、電勢(shì)電泳技術(shù)、透射電子顯微技術(shù)等手段進(jìn)行了機(jī)理研究和探討。論文共分五部分。 論文的第一部分綜述了核酸熒光探針和共振光散射探針的研究進(jìn)展，以及納米粒子在核酸分析中的應(yīng)用。 在論文的第二部分，研究了Al（Ш）、納米銀和核酸的相互作用。研究表明：在Al（Ш）的存在下，納米銀的共振光散射強(qiáng)度有所降低，而核酸（fsDNA，ctDNA和yRNA）的加入，可使得AgNPs-Al（Ш）體

3、系的共振光散射強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，體系的共振光散射的增強(qiáng)程度與核酸的濃度在一定范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，據(jù)此建立了定量測(cè)定核酸的新方法。其中fsDNA、ctDNA和yRNA的線性范圍分別為：1.0×10-9-1.0×10-7，1.0×10-7-2.0×10-6g mL-1；1.0×109-7.0×10-8g mL-1和1.0×10-9-1.0×10-7g mL-1，檢出限分別為4.1×10-10 g mL-1，4.0×10-10g mL-1和

4、4.5×10-10 g mL-1，并成功應(yīng)用于實(shí)際樣品中質(zhì)粒DNA的測(cè)定。機(jī)理研究表明：Al（Ш）的吸附架橋作用和Al（Ш）與AgNPs-fsDNA之間的靜電作用，使得AgNPs、Al（Ш）和fsDNA三者形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚集體，導(dǎo)致體系共振光散射強(qiáng)度的增強(qiáng)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，Al（Ш）的加入可以提高AgNPs-fsDNA體系的靈敏度和穩(wěn)定性。 論文的第三部分，研究了核酸對(duì)AgNPs-鉻黑T體系的共振光散射強(qiáng)度的猝滅效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，核

5、酸的加入可以使AgNPs-EBT體系的共振光散射強(qiáng)度顯著猝滅。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，體系共振光散射強(qiáng)度的猝滅程度和核酸的濃度在一定范圍內(nèi)成線性關(guān)系，檢出限達(dá)到了納克級(jí)，并應(yīng)用于實(shí)際樣品中質(zhì)粒DNA的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)表明，在EBT的存在下，納米銀可以組裝形成納米線和納米片。然而，在AgNPs-EBT-fsDNA體系中，納米粒子呈成較好的分散狀態(tài)且納米粒徑減小，導(dǎo)致體系A(chǔ)gNPs-EBT的共振光散射強(qiáng)度顯著降低。此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同類型的核酸對(duì)AgN

6、Ps-EBT體系的猝滅程度有明顯差異，并對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了探討。 在論文的第四部分，研究了核酸對(duì)納米銀-姜黃素-CTAB體系的熒光增強(qiáng)效應(yīng)，建立了核酸測(cè)定新方法，并研究了相互作用機(jī)理。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，體系熒光的增強(qiáng)程度與核酸的濃度在一定范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，其中fsDNA，ctDNA和yRNA的線性范圍分別是：2.0×10-8-1.0×10-6 g mL-1，2.0×10-8-1.0×10.6g mL-1，1.0×10-8-1.

7、0×10.6g mL-1，檢出限分別達(dá)到4.2×10-9 g mL-1，1.2×10-8 g mL-1和6.6×10-9g mL-1。并成功的應(yīng)用于實(shí)際樣品質(zhì)粒DNA的測(cè)定。機(jī)理研究表明， AgNPs，CU，CTAB與fsDNA通過(guò)靜電作用以及疏水作用，形成AgNPs-CU-CTAB-fsDNA的聚集體。此外，AgNPs-CTAB-fsDNA可以為CU提供一個(gè)最佳的疏水環(huán)境，這一環(huán)境具有較小的極性和較大的微粘度，導(dǎo)致CU的熒光增強(qiáng)。此外

8、，我們推測(cè)由于CTAB與fsDNA的協(xié)同作用，導(dǎo)致了姜黃素與納米銀表面保持一個(gè)合適的距離，實(shí)現(xiàn)了納米銀的能量向姜黃素的“發(fā)色團(tuán)”的轉(zhuǎn)移，這可能是納米銀能夠增強(qiáng)CU-CTAB-fsDNA體系熒光的原因。 論文的第五部分，研究了鹽酸小檗堿、AgNPs和核酸的相互作用。研究表明：在鹽酸小檗堿溶液中加入AgNPs后，溶液的熒光強(qiáng)度變化不大，而當(dāng)核酸（fsDNA、ctDNA和yRNA）加入AgNPs-BER體系時(shí)，體系的熒光有很大的增強(qiáng)，

9、且熒光的增強(qiáng)程度與核酸的濃度在一定范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，據(jù)此建立了定量測(cè)定核酸的新方法。其中fsDNA、ctDNA和yRNA的線性范圍分別為：4.0×10-8-6.0×10.6g mL-1，4.0×10-8-1.0×10-5 g mL-1和1.0×10-8-4.0×10-6g mL-1，檢出限分別為2.3×10-8 g mL-1、2.2×10-8和7.9×10-9 g mL-1，并成功應(yīng)用于實(shí)際樣品中質(zhì)粒DNA的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)表明AgN

10、Ps的加入能夠增加BER-ctDNA體系的熒光長(zhǎng)壽命以及可以提高長(zhǎng)壽命所占比例：此外，在ctDNA的存在下，BER與納米銀表面保持一個(gè)合適的距離，實(shí)現(xiàn)了納米銀的能量向BER的轉(zhuǎn)移，這可能是納米銀能夠增強(qiáng)BER-ctDNA體系熒光的另一個(gè)原因。 本論文的主要特點(diǎn)： 1、研究發(fā)現(xiàn)，Al（Ш）的吸附架橋作用和Al（Ш）與AgNPs-fsDNA之間的靜電作用，使得AgNPs、Al（Ш）和fsDNA三者形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚集體，導(dǎo)致體系

11、共振光散射強(qiáng)度的增強(qiáng)，從而建立了測(cè)定核酸的共振光散射新方法，該方法具有靈敏度高，穩(wěn)定性好，抗干擾性好等優(yōu)點(diǎn)。 2、研究發(fā)現(xiàn)，核酸的加入可以使AgNPs-EBT體系的共振光散射強(qiáng)度顯著猝滅，由此建立了一種測(cè)定核酸的簡(jiǎn)單、靈敏的共振光散射法。此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同類型的核酸對(duì)AgNPs-EBT體系的猝滅程度具有顯著差異，并對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了討論。 3、研究發(fā)現(xiàn)，納米銀的加入可進(jìn)一步增強(qiáng)姜黃素-CTAB-核酸的熒光強(qiáng)度，從而建立了測(cè)