基于银纳米粒子构建荧光传感平台用于核酸检测.pdf

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1、第39卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第7期2011年7月ChineseJournalofAnalyticalChemistry9981002DOI：10．3724／SP．J．1096．2011．00998基于银纳米粒子构建荧光传感平台用于核酸检测张瑛洧李海龙孙旭平(中国科学院长春应用化学研究所电分析国家重点实验室，长春130012)(中国科学院研究生院，北京100039)摘要报道了基于银纳米粒子构建的荧光传感平台，并用于核酸检测。此荧光传感平台对核酸检测基于以下策略：首先，荧光团标记的单链DNA探针被吸附到银纳米粒子的表面，荧光团与银纳米粒子近距离接触，发生

2、荧光猝灭；加入与探针DNA序列互补的目标DNA，两者杂交形成双链DNA，并从银纳米粒子的表面脱离，荧光得到恢复。这种银纳米粒子构建的荧光传感平台对于完全互补和碱基错配的DNA序列具有良好的区分能力。关键词核酸检测；荧光传感平台；银纳米粒子l引言研究者已发现，人类的许多遗传疾病都与DNA分子中碱基序列的突变有关。发展迅速、有效、灵敏及低成本的核酸检测方法对于研究基因的表达、临床疾病的诊断和治疗都具有重要意义】。随着纳米材料研究的发展，其在生物技术体系诊断方面的应用备受关注～1。将纳米材料引入荧光核酸检测主要是基于荧光共振能量转移或猝灭机理]。纳米材料在检测体系中起纳米猝灭剂

3、的作用，并且，同种纳米材料具有同时猝灭不同发射波长的多种染料的能力。纳米材料猝灭剂的这种优势消除了以往检测方法中需要挑选荧光团一猝灭剂对的麻烦。目前，已成功用于检测荧光核酸的纳米材料有金纳米粒子]、单壁碳纳米管”、多壁碳纳米管眦】、碳纳米粒子m]、碳纳米球1“]、纳米C。[151、介孔碳微粒1、氧化石墨烯、聚苯胺纳米纤维【20J、聚邻苯二胺胶体球『2l】、2，3一二萘胺微米球]、聚对苯二胺纳米带]、银@聚问苯二胺核一壳纳米粒子、7,7，8，8一四氰基对苯二醌二甲烷纳米粒子t2、配位聚合物胶体球【26和纳米带1等。尽管如此，继续发展新材料的纳米结构来构建荧光检测平台，以提高

4、荧光核酸检测的选择性和灵敏度等仍然很有必要。本研究采用银纳米粒子构建了荧光传感平台，并用于核酸检测，其选择性很高，可实现对完全互补和单碱基错配DNA序列的区分。本方法是基于图解1所示的设计策略：荧光团标记的单链DNA探针被吸附到银纳米粒子的表面引起荧光猝灭，之后与目标DNA杂交得到双链DNA，其从银纳米粒子的表面脱离使得荧光得到恢复。这种设计主要是基于单双链DNA在银纳米粒子表面不同的吸附能力[28,291。O+簟o+零图解1银纳米粒子构建荧光传感平台检测核酸的原理图SchemelSchematicdiagram(nottoscale)toillustratetheflu

5、orescence-enhancednucleicaciddetectionusingAgnanoparticle(AgNP)assensingplatform201l—O2—25收稿；201卜03—2l接受本文系中国国家重点基础研究发展计划(No．201ICB935800)资助E-mail：sunxp@ciac．j1．cn第7期张瑛洧等：基于银纳米粒子构建荧光传感平台用于核酸检测9992实验部分2．1仪器与试剂H一8100型透射电子显微镜(日本Hitachi公司)，加速电压为200kV；RF-5301PC荧光分光光度计(日本Shimadzu公司)。寡核苷酸(上海生工生物

6、工程技术服务有限公司合成)，通过测量260nm的紫外吸收值标定所用DNA的浓度。其它试剂均购自上海阿拉丁有限公司。实验用水经由Milli—Q高纯水处理系统纯化。本实验所采用的DNA序列如下(错配位置由下划线标出)：P(荧光素FAM染料标记的作为探针的单链DNA)：5'-FAM-AGTCAGTGTGGAAAATCTCTAGC一3；T1(互补的目标DNA)：5f_GCTAGAGATTTTCCACACTGACT-3；T2(单碱基错配的目标DNA)：5'-GCTAGAGATTGTCCACACTGACT一3；T(两个碱基错配的目标DNA)：5一GCTAGAGATTGTACACACT

7、GACT-3。2．2银纳米粒子的制备AgNO，和柠檬酸钠在90℃加热30min，得到黄色胶体溶液，待进一步的表征和应用。3结果与讨论●．醇一^=3．1银纳米粒子的电镜表征产物银纳米粒子的透射电镜照片(图1)显示，粒径为50～100nm。3．2银纳米粒子的荧光光谱图1产物的透射电镜照片应用所制备的银纳米粒子(AgNPs)构建荧光传感平台Fig．1MagnificationTEMimagesofproducts检测核酸，并采用与人类免疫缺陷病毒(HIV)相关联的thus~rmedDNA序列构建模型体系。图2显示的是荧光团FAM标记