基于G-四鏈體—hemin DNA酶的金屬離子傳感器的設(shè)計(jì)及其熒光底物的篩選.pdf

1、G-四鏈體這種特殊DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)，可以與氯化血紅素(hemin)結(jié)合形成G-四鏈體-hemin DNA酶，催化H2O2氧化ABTS（2，2-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽）的反應(yīng)，產(chǎn)物ABTS+在波長420 nm左右有明顯的吸收峰。G-四鏈體-hemin DNA酶已被廣泛應(yīng)用于傳感器設(shè)計(jì)中。本文結(jié)合了G-四鏈體-heminDNA酶和金屬離子特異性的DNA/RNA切割酶，分別設(shè)計(jì)了用于快速簡便地檢測Pb2+和Cu2+的兩種

2、傳感器。另外，為了進(jìn)一步提高G-四鏈體-hemin DNA酶傳感器的檢測靈敏度，本文篩選了適用于G-四鏈體-hemin DNA酶的熒光底物。
　　 在Pb2+“turn-on”傳感器中，利用了Pb2+特異性的RNA切割酶和G-四鏈體-hemin DNA酶的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)了免標(biāo)記傳感器的設(shè)計(jì)。其中，底物鏈設(shè)計(jì)為一個(gè)分子內(nèi)的莖-環(huán)結(jié)構(gòu)，一端的富G序列被部分包埋于雙鏈的莖結(jié)構(gòu)當(dāng)中而不能形成G-四鏈體。在Pb2+的的存在下，莖-環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)

3、部被切成兩段，伴隨著分子間二倍體結(jié)構(gòu)的解締，富G序列被釋放出來并折疊成G-四鏈體。把底物設(shè)計(jì)為分子內(nèi)的莖-環(huán)結(jié)構(gòu)，可以有效地降低檢測體系的背景信號(hào)值。而RNA切割酶和G-四鏈體-hemin DNA酶對(duì)信號(hào)的協(xié)同放大作用，可以進(jìn)一步提高了檢測的靈敏度。該種“turn-on”類型的比色傳感器對(duì)Pb2+的檢出限為14nM。把Pb2+的RNA切割酶換成其他金屬離子特異性的DNA/RNA切割酶，可以輕易地將這種傳感器的設(shè)計(jì)思路應(yīng)用到其它金屬離子傳

4、感器的設(shè)計(jì)當(dāng)中。
　　 在Cu2+“turn-off”傳感器的設(shè)計(jì)中，重構(gòu)了Cu2+特異性的DNA切割酶，利用了兩條寡核苷酸鏈，其中長鏈可以形成分子內(nèi)的莖-環(huán)結(jié)構(gòu)，其環(huán)部在與短鏈結(jié)合后可以形成Cu2+特異性的DNA切割酶。把兩段富G序列連接在長鏈莖-環(huán)結(jié)構(gòu)的兩端使其形成雙分子的G-四鏈體結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)孜镦溤贑u2+的存在下被切成兩段以后，伴隨著穩(wěn)定性的下降，雙分子的G-四鏈體結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致檢測體系的催化活性降低。該方法可以實(shí)現(xiàn)Cu

5、2+高靈敏度和高選擇性的檢測，對(duì)Cu2+的檢出限為16.6 nM。
　　 在G-四鏈體-hemin DNA酶的熒光底物的篩選研究中，選取了7種熒光底物進(jìn)行了對(duì)比研究。其中，對(duì)比有無G-四鏈體存在的體系，tyramine HCl（酪胺）給出的信噪比最大。其適用的傳感器類型為:目標(biāo)物的存在可以引起G-四鏈體-hemin DNA酶的生成或破壞，進(jìn)而引起體系的檢測信號(hào)發(fā)生變化。而對(duì)比有無H2O2存在的體系，10-乙?；?3，7，-二羥基