納米金熒光探針用于生物大分子的研究與應用.pdf

1、納米熒光探針作為一種新型的探針，它所特有的量子尺寸效應和小尺寸效應使之呈現(xiàn)出許多與同質(zhì)單分子或大塊物體不同的光學性質(zhì)，因此，納米材料作為熒光探針用于分析化學的研究逐漸引起了人們的廣泛關注。目前，金屬和半導體量子點在化學、生物、以及材料科學上的應用激起了人們的興趣，不僅是因為它們具有新型的尺寸依賴電子和光學性質(zhì)，而且由于它們的尺寸和生物分子類似(如核酸，蛋白質(zhì)等)，可以廣泛用于化學、生物、醫(yī)學領域中。此外，量子點的特殊結構導致它具有量子尺

2、寸效應、介電限域效應、表面效應、宏觀量子隧道效應等特性，并由此派生出量子點獨特的發(fā)光性能。
　　與傳統(tǒng)有機染料分子相比，量子點有幾個優(yōu)點，包括發(fā)射光譜窄、可調(diào)，且分布對稱，其激發(fā)光譜寬，且連續(xù)分布，抗光漂白能力強等。發(fā)光量子點在生物熒光分析中的應用已經(jīng)成為一個新的研究熱點，是近年來迅速發(fā)展的納米材料在生物分析領域的重要應用之一。隨著納米生物技術的飛速發(fā)展，無機納米粒子獨特的光譜特征和光化學穩(wěn)定性，使其成為生化研究領域中極具特色的標

3、記探針，在熒光共振能量轉移(FRET)研究中得以廣泛應用。近年來，生物偶聯(lián)的金納米粒子(Au NPs)和量子點分別用來作為猝滅劑和熒光供體的研究已經(jīng)報道。然而，半導體量子點的毒性問題越來越受到人們的重視，一些研究顯示半導體量子點通過釋放Cd2+而具有細胞毒性，所以，在生物分析實驗中，需要發(fā)現(xiàn)一種無毒性或毒性很小的新型的發(fā)光金屬納米粒子來代替具有潛在毒性的半導體量子點。相比之下，具有良好生物相容性的發(fā)光金納米點能夠很好的滿足這一要求而應用

4、到生物分析中。由于金納米點具有極小的尺寸和無毒性，在生物標記和生物成像方面，引起人們廣泛的關注。
　　生物相容性和核酸酶穩(wěn)定性是進行細胞研究的兩個關鍵因素，所以一些基于有機染料或半導體量子點的熒光探針檢測靶向 RNA和蛋白酶很少用于活細胞實驗中。因此，設計具有良好性能的新型納米熒光探針用來實現(xiàn)生物大分子或細胞內(nèi)活性物質(zhì)的分析和測定已經(jīng)成為科學工作者的巨大挑戰(zhàn)。
　　本論文基于金納米點和金納米粒子良好的光學特性和生物相容性的優(yōu)

5、點設計組裝了兩種新型雙納米金熒光探針用于生物大分子的直接測定，主要包括:
　　(一)設計的分子信標是應用熒光共振能量轉移技術，利用兩種不同的納米金分別作為供體和受體，實現(xiàn)對特定mRNA序列的檢測分析，以建立靈敏、準確、實時分析生物體系中特定成分的新方法。巰基十一酸(11-MUA)修飾的金納米點在510～520nm有強的熒光，而用硼氫化鈉還原法合成的納米金(3nm)在515nm處有強的吸收，因此可以利用金納米點(11-MUA-LAu

6、ND)和猝滅的納米金構建 FRET體系，設計分子信標，檢測乳腺癌細胞中特定 mRNA序列。
　　(二)基于FRET原理，建立金納米點–肽–納米金(11-MUA-LAuND–DEVD–Au NPs)復合體系特異性檢測細胞凋亡過程中caspase-3蛋白酶表達水平的新方法。納米金具有高消光系數(shù)，在金納米點–納米金組成的FRET供受體對中發(fā)揮突出的熒光猝滅作用。肽鏈 DEVD的一端通過半胱氨酸提供巰基與納米金連接，肽鏈的另一端通過氨基與