基于DNA為模板金屬納米簇的新型熒光生物傳感方法.pdf

1、金屬納米團(tuán)簇是一種由幾到幾十個(gè)金屬原子構(gòu)成，尺寸小于2 nm的金屬團(tuán)簇納米材料。最近幾年，DNA為模板合成的熒光金屬銀納米簇（簡稱DNA-AgNCs）在生物化學(xué)傳感中引起廣泛的興趣。DNA-AgNCs由幾個(gè)到幾十個(gè)銀原子組成，具有很多優(yōu)良的熒光性能，包括熒光光譜可調(diào)、熒光產(chǎn)率高、抗光漂白性強(qiáng)、生物毒性低和生物相容性好等?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，DNA-AgNCs已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生物小分子、金屬離子、DNA、RNA和蛋白質(zhì)等的檢測，以及生物標(biāo)記和成

2、像中。相對(duì)于傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料和熒光納米顆粒，DNA-AgNCs及其復(fù)合納米簇的合成和性質(zhì)的調(diào)控更為簡便，因此在生物化學(xué)傳感領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文基于DNA穩(wěn)定的熒光銀納米簇(DNA-AgNCs)以及銅/銀納米簇(DNA-Cu/AgNCs)在生物傳感領(lǐng)域開展了幾個(gè)研究工作。主要研究工作如下:
　　 1.基于巰基化合物對(duì)DNA-Cu/AgNCs熒光淬滅作用，構(gòu)建了一種新型的乙酰膽堿酯酶活性以及其抑制劑的生物傳感方法。在這

3、種方法中，乙酰膽堿酯酶可以催化乙酰硫代膽堿水解為帶有一個(gè)巰基基團(tuán)的硫代膽堿，水解產(chǎn)生的硫代膽堿可以淬滅DNA-Cu/AgNCs的熒光，通過這種間接熒光淬滅作用可以對(duì)乙酰膽堿酯酶的活性以及其抑制劑進(jìn)行檢測和篩選。其熒光淬滅機(jī)理為巰基與銀原子有較強(qiáng)的共價(jià)作用（Ag-S鍵），因而硫代膽堿可以與DNA-Cu/AgNCs中的銀原子作用，減弱了DNA模板分子與銀原子之間相互作用力，從而使得DNA對(duì)熒光納米簇的保護(hù)作用減弱，使納米簇的熒光發(fā)生淬滅。D

4、NA-Cu/AgNCs熒光強(qiáng)度的變化對(duì)乙酰膽堿酯酶活性具有很好的響應(yīng)，相較于很多其他已有的乙酰膽堿酯酶活性檢測方法，本方法具有相對(duì)較低的檢測下限，可以檢測到低至0.05 mU/mL的乙酰膽堿酯酶活性，其檢測的線性范圍為0.05 mU/mL-2.0 mU/mL。該方法還對(duì)乙酰膽堿酯酶的兩種典型抑制劑（他克林和甲胺磷）進(jìn)行了檢測，利用該方法測得的他克林的半抑制劑濃度(IC50)為16.9 nM，跟文獻(xiàn)報(bào)道的相近。測得的甲胺磷的半抑制劑濃度為

5、0.075mg/L，其檢測下限可達(dá)0.0001mg/L，遠(yuǎn)低于食物中允許甲胺磷的含量。此外，該方法成功應(yīng)用于實(shí)際樣品中農(nóng)藥殘留的檢測，通過甲胺磷添加實(shí)驗(yàn)得到了與標(biāo)準(zhǔn)樣品中近似結(jié)果。該方法所用的DNA-Cu/AgNCs的合成簡單，原材料不需要進(jìn)行耗時(shí)長和昂貴的化學(xué)標(biāo)記和修飾，是一種操作簡單、成本低廉、無需標(biāo)記和靈敏性高的乙酰膽堿酯酶活性檢測方法。
　　 2.基于末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶(Terminal deoxynucleotidy

6、l transferase，TdT)對(duì)DNA的3'羥基端的鏈延伸作用，構(gòu)建了一種新型的DNA-AgNCs合成方法，并將其與核酸適體相結(jié)合應(yīng)用于蛋白質(zhì)的檢測中。在該方法中，首先選擇一條單鏈DNA作為末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶的底物，該DNA底物不能作為模板用于DNA-AgNCs的合成。由于富含胞嘧啶的單鏈DNA可以用于具有熒光的DNA-AgNCs的合成，那么利用末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶在該DNA引物的3'-OH端延伸出一段含有多個(gè)胞嘧啶的DNA片段