基于碳點(diǎn)@氧化石墨烯復(fù)合材料DNA生物傳感器的構(gòu)建及用于PML-RARα基因檢測.pdf

1、碳點(diǎn)(C-dots)具有優(yōu)異的光學(xué)和導(dǎo)電性能及良好的生物相容性，已經(jīng)成為碳納米材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。碳點(diǎn)的制備主要有激光消融、電化學(xué)氧化、微波輔助、電弧放電、水熱法和濕法氧化等方法；其在離子檢測和生物成像等領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用研究。然而，目前已報(bào)道制備的碳點(diǎn)的方法在熒光量子產(chǎn)率和碳源選擇方面還存在一定的局限性。因此尋找更有效的制備方法和更合適的碳源顯得尤為重要。石墨烯作為另一種研究熱點(diǎn)的碳基納米材料，具有良好的物理和電化學(xué)性能，其層狀的

2、結(jié)構(gòu)有利于電子的傳輸，呈現(xiàn)了優(yōu)異的電化學(xué)特性；易與熒光試劑發(fā)生熒光能量轉(zhuǎn)移。因此利用碳點(diǎn)和石墨烯研制靈敏度高、選擇性好的生物傳感器有著重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。PML/RARα融合基因發(fā)生于95％的急性早幼粒細(xì)胞白血?。ˋPL）中，是APL的標(biāo)志基因，檢測PML/RARα融合基因?qū)PL的早期診斷、疾病監(jiān)測及預(yù)后具有重要意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以藕粉作為碳源，通過一步水熱綠色法合成熒光碳點(diǎn)。通過TEM、XPS、紫外和

3、熒光光譜等方法對產(chǎn)物形貌粒徑、表面結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合成碳點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率為2.38%，熒光壽命為1.39 ns。以骨肉瘤細(xì)胞為模型細(xì)胞，進(jìn)行了熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明該方法合成的碳點(diǎn)成功對骨肉瘤細(xì)胞進(jìn)行了熒光標(biāo)記，可應(yīng)用于細(xì)胞標(biāo)記、生物成像、生化分析及光電等研究領(lǐng)域。⑵利用碳點(diǎn)和氧化石墨烯之間的熒光能量轉(zhuǎn)移原理，結(jié)合分子雜交技術(shù)，構(gòu)建了一種熒光DNA生物傳感器用于檢測急性早幼粒細(xì)胞白血病PML/RARα融合基因。首先將

4、單鏈DNA探針修飾在碳點(diǎn)表面，形成ssDNA探針修飾的碳點(diǎn)(ssDNA-C-dots)；利用ssDNA與氧化石墨烯靜電作用，再結(jié)合碳點(diǎn)與氧化石墨烯的靜電和π-π堆積的相互作用，ssDNA探針修飾的碳點(diǎn)吸附在氧化石墨烯表面，碳點(diǎn)和氧化石墨烯之間發(fā)生熒光能量轉(zhuǎn)移，進(jìn)而使碳點(diǎn)的熒光淬滅。當(dāng)目標(biāo)DNA鏈加入后，與修飾在碳點(diǎn)上的ssDNA探針雜交，形成剛性的雙鏈DNA序列，使吸附在氧化石墨烯表面的ssDNA-C-dots脫離氧化石墨烯，碳點(diǎn)的熒光

5、恢復(fù)，利用熒光檢測信號強(qiáng)度變化，構(gòu)建了熒光DNA生物傳感器，并用于急性早幼粒細(xì)胞白血病PML/RARα融合基因的檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熒光檢測信號與目標(biāo)ssDNA的濃度在2.0×10-8~1.5×10-7 mol/L范圍內(nèi)呈較好的線性關(guān)系，檢測限為1.5×10-9 mol/L。此外，該傳感器能夠很好地識別雜交溶液中的互補(bǔ)、單堿基錯(cuò)配和部分堿基錯(cuò)配的堿基序列，可實(shí)現(xiàn)對PML/RARα融合基因的靈敏、特異和定量檢測。⑶利用碳點(diǎn)與氧化石墨烯間π

6、-π堆積和靜電相互作用，制備了碳點(diǎn)@氧化石墨烯(C-dots@GO)的納米復(fù)合材料，結(jié)合GO大的比表面和豐富的羧基基團(tuán)，將氨基修飾的ssDNA探針通過酰胺共價(jià)鍵固定在C-dots@GO電極表面，增加了對分子探針的負(fù)載量，再與強(qiáng)導(dǎo)電性的C-dots有機(jī)結(jié)合，以亞甲基藍(lán)(MB)為電化學(xué)雜交指示劑，根據(jù)雜交前后檢測電信號的差異，構(gòu)建了一種電化學(xué)DNA生物傳感器，并用于急性早幼粒細(xì)胞白血病PML/RARα融合基因的檢測。本方法構(gòu)建的電化學(xué)DNA