銀納米粒子與核酸分子相互作用的研究及其分析應用.pdf

1、核酸是重要的生命物質，是遺傳信息的攜帶者和基因表達的物質基礎，它支配蛋白質的合成，是主宰人體的生長、發(fā)育、繁殖、變異和遺傳的重要生命現(xiàn)象。因此研究核酸與小分子的相互作用機理，建立高靈敏度、低檢測限的核酸定量測定新方法，對新型的藥物設計、抗癌藥物的藥理和毒性的研究、以及臨床檢測等方面具有重要意義，是當前生物分析化學研究的前沿和熱點之一。 本論文從尋找新的核酸探針，以建立靈敏的定量檢測的方法出發(fā)，以熒光和共振光散射技術為主要研究手段

2、，同時應用吸收光譜技術，圓二色光譜技術，熒光壽命、電勢電泳技術、透射電子顯微技術等手段進行了機理研究和探討。論文共分五部分。 論文的第一部分綜述了核酸熒光探針和共振光散射探針的研究進展，以及納米粒子在核酸分析中的應用。 在論文的第二部分，研究了Al（Ш）、納米銀和核酸的相互作用。研究表明：在Al（Ш）的存在下，納米銀的共振光散射強度有所降低，而核酸（fsDNA，ctDNA和yRNA）的加入，可使得AgNPs-Al（Ш）體

3、系的共振光散射強度顯著增強，體系的共振光散射的增強程度與核酸的濃度在一定范圍內具有良好的線性關系，據(jù)此建立了定量測定核酸的新方法。其中fsDNA、ctDNA和yRNA的線性范圍分別為：1.0×10-9-1.0×10-7，1.0×10-7-2.0×10-6g mL-1；1.0×109-7.0×10-8g mL-1和1.0×10-9-1.0×10-7g mL-1，檢出限分別為4.1×10-10 g mL-1，4.0×10-10g mL-1和

4、4.5×10-10 g mL-1，并成功應用于實際樣品中質粒DNA的測定。機理研究表明：Al（Ш）的吸附架橋作用和Al（Ш）與AgNPs-fsDNA之間的靜電作用，使得AgNPs、Al（Ш）和fsDNA三者形成網(wǎng)狀結構聚集體，導致體系共振光散射強度的增強。進一步實驗表明，Al（Ш）的加入可以提高AgNPs-fsDNA體系的靈敏度和穩(wěn)定性。 論文的第三部分，研究了核酸對AgNPs-鉻黑T體系的共振光散射強度的猝滅效應。研究發(fā)現(xiàn)，核

5、酸的加入可以使AgNPs-EBT體系的共振光散射強度顯著猝滅。在最佳實驗條件下，體系共振光散射強度的猝滅程度和核酸的濃度在一定范圍內成線性關系，檢出限達到了納克級，并應用于實際樣品中質粒DNA的測定。實驗表明，在EBT的存在下，納米銀可以組裝形成納米線和納米片。然而，在AgNPs-EBT-fsDNA體系中，納米粒子呈成較好的分散狀態(tài)且納米粒徑減小，導致體系AgNPs-EBT的共振光散射強度顯著降低。此外，實驗發(fā)現(xiàn)，不同類型的核酸對AgN

6、Ps-EBT體系的猝滅程度有明顯差異，并對此現(xiàn)象進行了探討。 在論文的第四部分，研究了核酸對納米銀-姜黃素-CTAB體系的熒光增強效應，建立了核酸測定新方法，并研究了相互作用機理。在最佳實驗條件下，體系熒光的增強程度與核酸的濃度在一定范圍內呈良好的線性關系，其中fsDNA，ctDNA和yRNA的線性范圍分別是：2.0×10-8-1.0×10-6 g mL-1，2.0×10-8-1.0×10.6g mL-1，1.0×10-8-1.

7、0×10.6g mL-1，檢出限分別達到4.2×10-9 g mL-1，1.2×10-8 g mL-1和6.6×10-9g mL-1。并成功的應用于實際樣品質粒DNA的測定。機理研究表明， AgNPs，CU，CTAB與fsDNA通過靜電作用以及疏水作用，形成AgNPs-CU-CTAB-fsDNA的聚集體。此外，AgNPs-CTAB-fsDNA可以為CU提供一個最佳的疏水環(huán)境，這一環(huán)境具有較小的極性和較大的微粘度，導致CU的熒光增強。此外

8、，我們推測由于CTAB與fsDNA的協(xié)同作用，導致了姜黃素與納米銀表面保持一個合適的距離，實現(xiàn)了納米銀的能量向姜黃素的“發(fā)色團”的轉移，這可能是納米銀能夠增強CU-CTAB-fsDNA體系熒光的原因。 論文的第五部分，研究了鹽酸小檗堿、AgNPs和核酸的相互作用。研究表明：在鹽酸小檗堿溶液中加入AgNPs后，溶液的熒光強度變化不大，而當核酸（fsDNA、ctDNA和yRNA）加入AgNPs-BER體系時，體系的熒光有很大的增強，

9、且熒光的增強程度與核酸的濃度在一定范圍內具有良好的線性關系，據(jù)此建立了定量測定核酸的新方法。其中fsDNA、ctDNA和yRNA的線性范圍分別為：4.0×10-8-6.0×10.6g mL-1，4.0×10-8-1.0×10-5 g mL-1和1.0×10-8-4.0×10-6g mL-1，檢出限分別為2.3×10-8 g mL-1、2.2×10-8和7.9×10-9 g mL-1，并成功應用于實際樣品中質粒DNA的測定。實驗表明AgN

10、Ps的加入能夠增加BER-ctDNA體系的熒光長壽命以及可以提高長壽命所占比例：此外，在ctDNA的存在下，BER與納米銀表面保持一個合適的距離，實現(xiàn)了納米銀的能量向BER的轉移，這可能是納米銀能夠增強BER-ctDNA體系熒光的另一個原因。 本論文的主要特點： 1、研究發(fā)現(xiàn)，Al（Ш）的吸附架橋作用和Al（Ш）與AgNPs-fsDNA之間的靜電作用，使得AgNPs、Al（Ш）和fsDNA三者形成網(wǎng)狀結構聚集體，導致體系

11、共振光散射強度的增強，從而建立了測定核酸的共振光散射新方法，該方法具有靈敏度高，穩(wěn)定性好，抗干擾性好等優(yōu)點。 2、研究發(fā)現(xiàn)，核酸的加入可以使AgNPs-EBT體系的共振光散射強度顯著猝滅，由此建立了一種測定核酸的簡單、靈敏的共振光散射法。此外，實驗發(fā)現(xiàn)，不同類型的核酸對AgNPs-EBT體系的猝滅程度具有顯著差異，并對此現(xiàn)象進行了討論。 3、研究發(fā)現(xiàn)，納米銀的加入可進一步增強姜黃素-CTAB-核酸的熒光強度，從而建立了測