基于內濾效應和功能核酸的熒光傳感體系設計.pdf

1、近年來，生物和環(huán)境重要分析物的識別與傳感已發(fā)展成為傳感領域的重要目標之一。人們已經建立了許多方法，例如高效液相色譜、質譜和原子吸收光譜等。其中，最受關注的是比色分析法和熒光分析法。內濾效應（inner-filter effect， IFE）是熒光分析法的主要誤差來源，但是分析化學家巧妙地利用IFE把分析物的吸收信號轉變?yōu)闊晒庑盘枺岣吡朔治龇椒ǖ撵`敏度。
　　由于生物大分子DNA水溶性好、生物相容性好、對目標分析物可以特異性識別且

2、合成簡單，因此分析化學家已基于功能核酸設計了多種熒光傳感體系，選擇性好、靈敏度高、無損傷，適合用于復雜樣品的檢測。
　　本論文簡單論述了基于內濾效應和功能核酸熒光傳感器的研究進展，并進行了以下研究：
　?。ㄒ唬┙Y合文獻報道和本實驗室前期工作，據我們所知，本文首次研究了3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺氧化物（oxidized TMB，oxTMB）與α,β,γ,δ-四（1-甲基吡啶嗡-4-基）卟吩對甲苯磺酸鹽（α,β,γ,δ-T

3、etrakis(1-methylpyridinium-4-yl) porphyrin p-Toluenesulfonate，TMPyP）之間的IFE，并基于此設計了一個谷胱甘肽（ GSH）熒光傳感體系。沒有 GSH時， Ag+氧化3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺（3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine，TMB）生成藍色的oxTMB，該氧化物在652nm處有很強的吸收峰，而TMPyP在658nm處具有很強的發(fā)射熒光，

4、能與oxTMB的吸收峰很好地重疊。因此，TMPyP的發(fā)射熒光被 oxTMB吸收，熒光強度很弱。GSH存在時，GSH還原oxTMB形成TMB并且能與Ag+結合形成Ag+-GSH復合物，這使得oxTMB的量減少，oxTMB與TMPyP的內濾效應減弱，TMPyP的熒光恢復。在最優(yōu)實驗條件下，熒光強度F658與GSH濃度（0.1-20μM）的對數成線性關系，檢測限是30 nM（S/N=3），在胎牛血清樣品中加標回收率為95％-102%，并且選擇

5、性好，能明顯區(qū)分開半胱氨酸。
　　（二）硫磺素T（thioflavin T，ThT）可以誘導富G序列形成G-四鏈體結構，且自身熒光增強。但據我們所知，目前還沒有ThT誘導兩條富G序列形成分裂式G-四鏈體的報道。本文首次研究了ThT誘導兩條富G序列形成分裂式G-四鏈體的能力，并基于此設計了一種簡單的免標記信號增強型 Hg2+熒光傳感器。體系中沒有Hg2+時，兩條DNA序列以ssDNA形式存在，與ThT作用力非常弱，體系熒光信號特別低

6、。Hg2+存在條件下，兩條DNA序列會形成“T-Hg2+-T”雙鏈結構,這使得分別與之相連的兩條富鳥嘌呤（guanine，G）序列相互靠近并形成分裂式 G-四鏈體結構。信號分子 ThT不僅能與 G-四鏈體結合還能嵌入dsDNA，熒光信號顯著增加（大約16倍）。該傳感器對Hg2+的靈敏度較高，最低檢測限為30 nM（S/N=3），并應用于胎牛血清中Hg2+的定量分析，結果令人滿意。
　?。ㄈ晒馊玖螪API可以選擇性地結合富含AT

7、堿基的dsDNA，NMM可以嵌入G-四鏈體中且他們自身熒光增強，基于該現象，結合錯配的T-T堿基對Hg2+的特異性識別，設計了一種雙信號增強的比率型 Hg2+熒光分析新方法。體系中沒有Hg2+時，兩條DNA序列以ssDNA形式存在，體系熒光信號特別低。Hg2+存在條件下，兩條 ssDNA形成“T-Hg2+-T”雙鏈結構，同時兩條富鳥嘌呤（guanine，G）序列相互靠近并形成分裂式G-四鏈體結構，染料DAPI和NMM分別嵌入dsDNA和