熒光納米材料在生物小分子檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、氨基酸、ATP等生物小分子是組成生物大分子的結(jié)構(gòu)單元和維持生命正常活動(dòng)的功能基礎(chǔ)。它們在生命體的營養(yǎng)補(bǔ)充、能量提供、新陳代謝調(diào)節(jié)、免疫力的加強(qiáng)、組織修復(fù)、信息傳遞和個(gè)體發(fā)育等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這些生物小分子的含量和活性直接關(guān)系到生物體的健康。因此，深入研究這些生物小分子之間的相互作用，特別是建立用于這些生物分子的快速、簡便、準(zhǔn)確、靈敏的分析方法，對從分子水平上闡明生命的奧秘、開發(fā)新型藥物，攻克疑難病癥以及促進(jìn)信息科學(xué)的發(fā)展都具有

2、重要的意義，是當(dāng)前化學(xué)生物分析研究的前沿和熱點(diǎn)。本論文結(jié)合熒光納米材料和分子生物學(xué)手段，巧妙地利用了納米材料的特點(diǎn)與核酸探針的性質(zhì)，發(fā)展了檢測生物巰基化合物和ATP的新方法。具體包括以下三個(gè)方面：
　　1、基于碳點(diǎn)-二氧化錳納米復(fù)合物熒光探針檢測谷胱甘肽。納米復(fù)合物根據(jù)原位還原的方法被制備，操作簡單易行。由于碳點(diǎn)-二氧化錳納米復(fù)合物的形成，基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理，碳點(diǎn)的熒光被二氧化錳片層猝滅。當(dāng)還原型 GSH存在時(shí)，MnO2被還

3、原成Mn2+，碳點(diǎn)得以從納米復(fù)合物中釋放出來并導(dǎo)致熒光的恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)對 GSH的檢測。該方法具有快速、簡單、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、靈敏、選擇性高等優(yōu)點(diǎn)，線性范圍是1~10μmol/L，檢測限為300 nmol/L。同時(shí)，本方法實(shí)現(xiàn)了對血清中GSH的測定，展現(xiàn)出在臨床疾病診斷方面的應(yīng)用潛力。
　　2、基于以聚胸腺嘧啶（Poly T）ssDNA為模版制備的熒光銅納米顆粒（CuNPs）檢測巰基化合物。本研究中，Poly T ssDNA在Hg2+

4、作用下形成T-Hg2+-T結(jié)構(gòu)，從而阻礙了熒光CuNPs的合成；當(dāng)檢測體系中存在生物巰基小分子時(shí)，由于巰基與Hg2+之間更強(qiáng)的結(jié)合力，T-Hg2+-T結(jié)構(gòu)被破壞，所釋放出的Poly T ssDNA又可以作為模板制備出CuNPs，導(dǎo)致熒光信號的增強(qiáng)。通過這一原理實(shí)現(xiàn)了對生物巰基高靈敏、高選擇性的檢測，半胱氨酸、同型半胱氨酸和谷胱甘肽的檢測范圍是0~1000 nmol/L，檢測限為12.5 nmol/L、20 nmol/L和15 nmol/

5、L。由于該方法具有很高的靈敏度和選擇性，有望成為復(fù)雜環(huán)境和生物樣品中檢測巰基化合物的新型分析工具。
　　3、基于多功能單鏈 DNA檢測 ATP。所設(shè)計(jì)的單鏈 DNA探針由能夠識別ATP的適配體序列和可以制備CuNPs的Poly T序列組成。當(dāng)ATP不存在時(shí)，Exo I可以將整條探針從3’端逐漸消解，使得Poly T堿基序列無法合成CuNPs，不能檢測到熒光信號；當(dāng)ATP存在時(shí)，ATP可以與適配體序列形成四聯(lián)體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以阻礙E