石墨烯增強(qiáng)熒光各向異性及其在銅離子、鉀離子分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，熒光各向異性法在生化分析及臨床診斷中具有越來(lái)越重要的作用。該方法廣泛應(yīng)用于熒光偏振免疫分析、酶活測(cè)定、蛋白質(zhì)間相互反應(yīng)、單核苷酸多態(tài)性等研究中。由于金屬或者小分子能引起的熒光各向異性變化非常微弱，難以用于檢測(cè)，因而有關(guān)的熒光各向異性分析是目前的難點(diǎn)。鑒于此，本論文引入氧化石墨烯作為熒光各向異性增強(qiáng)劑，實(shí)現(xiàn)了對(duì)銅離子和鉀離子的分析檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了氧化石墨烯作為信號(hào)增強(qiáng)劑的機(jī)制。具體研究?jī)?nèi)容包括以下兩個(gè)方面:
　

2、　 (1)通過(guò)引入氧化石墨烯作為熒光各向異性增強(qiáng)試劑，以銅離子為檢測(cè)目標(biāo)，開(kāi)發(fā)了一種基于脫氧核酶的高靈敏的金屬離子熒光各向異性分析方法。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)體系中不存在銅離子時(shí)，催化鏈和底物鏈的雜交體和氧化石墨烯通過(guò)π-π堆積和靜電作用組裝在一起，此時(shí)熒光基團(tuán)的轉(zhuǎn)動(dòng)與整個(gè)組裝體一致且轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢，熒光各向異性值高;但當(dāng)加入銅離子后，底物鏈在催化鏈和銅離子共同作用下發(fā)生裂解，使帶有熒光染料的DNA片段游離出來(lái)，熒光各向異性值顯著降低。結(jié)果表明，其降

3、低的程度與銅離子的濃度在1-32nM之間呈良好的線性。該方法靈敏度高，選擇性好，并且，通過(guò)選擇合適的探針或者生物大分子，我們的方法能夠進(jìn)一步用于其它靶物的檢測(cè)。
　　 (2)基于鉀離子誘導(dǎo)單鏈DNA探針形成G-四折疊，開(kāi)發(fā)了一種免標(biāo)記的氧化石墨烯增強(qiáng)熒光各向異性檢測(cè)鉀離子的方法。當(dāng)體系中不存在鉀離子時(shí)，單鏈DNA探針和染料分子吖啶橙都會(huì)吸附到氧化石墨烯表面。此時(shí)由于染料分子的自由運(yùn)動(dòng)被所形成的組裝體束縛，轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢，具有很高的熒光

4、各向異性值。當(dāng)向體系中加入鉀離子時(shí)，單鏈DNA探針會(huì)形成DNA四折疊結(jié)構(gòu)。DNA四折疊結(jié)構(gòu)和氧化石墨烯存在較弱的π-π相互作用力，而DNA四折疊結(jié)構(gòu)與吖啶橙作用力強(qiáng)于氧化石墨烯與吖啶橙的作用力，所以染料分子遠(yuǎn)離氧化石墨烯表面嵌入DNA四折疊結(jié)構(gòu)中，從而熒光各向異性值顯著降低。本方法檢測(cè)范圍寬，在10μM-2mM之間呈良好線性，且不需要DNA修飾，因此成本低廉、簡(jiǎn)單實(shí)用。
　　 在本研究中，我們提出了氧化石墨烯增強(qiáng)熒光各向異性策略