基于DNA為模板金屬納米簇的新型熒光生物傳感方法.pdf

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

2、像中。相對于傳統(tǒng)的有機熒光染料和熒光納米顆粒，DNA-AgNCs及其復合納米簇的合成和性質的調控更為簡便，因此在生物化學傳感領域具有十分廣闊的應用前景。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)在生物傳感領域開展了幾個研究工作。主要研究工作如下:
　　 1.基于巰基化合物對DNA-Cu/AgNCs熒光淬滅作用，構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巰基基團的硫代膽堿，水解產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乙酰膽堿酯酶的活性以及其抑制劑進行檢測和篩選。其熒光淬滅機理為巰基與銀原子有較強的共價作用（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對熒光納米簇的保護作用減弱，使納米簇的熒光發(fā)生淬滅。D

4、NA-Cu/AgNCs熒光強度的變化對乙酰膽堿酯酶活性具有很好的響應，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。該方法還對乙酰膽堿酯酶的兩種典型抑制劑（他克林和甲胺磷）進行了檢測，利用該方法測得的他克林的半抑制劑濃度(IC50)為16.9 nM，跟文獻報道的相近。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0.0001mg/L，遠低于食物中允許甲胺磷的含量。此外，該方法成功應用于實際樣品中農藥殘留的檢測，通過甲胺磷添加實驗得到了與標準樣品中近似結果。該方法所用的DNA-Cu/AgNCs的合成簡單，原材料不需要進行耗時長和昂貴的化學標記和修飾，是一種操作簡單、成本低廉、無需標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移酶(Terminal deoxynucleotidy

6、l transferase，TdT)對DNA的3'羥基端的鏈延伸作用，構建了一種新型的DNA-AgNCs合成方法，并將其與核酸適體相結合應用于蛋白質的檢測中。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移酶在該DNA引物的3'-OH端延伸出一段含有多個胞嘧啶的DNA片段