DNA-金屬熒光納米材料的合成及生物傳感研究.pdf

1、由Au、Ag或Cu等金屬的幾個(gè)至幾十個(gè)原子組成的新型熒光納米材料因其優(yōu)異的光譜和光物理性質(zhì)而受到科學(xué)家們廣泛的關(guān)注。通常把粒子尺寸小于2 nm的金屬納米材料（主要是Au和Ag）叫做金屬納米簇(MNCs)或納米點(diǎn)(NDs)，而Cu金屬形成的納米材料的尺寸較大而又被稱為銅納米粒子。
　　目前利用DNA為模板合成熒光銀納米簇的工作引起了特別的重視，并且通過(guò)改變DNA序列可產(chǎn)生可見(jiàn)和近紅外區(qū)間熒光發(fā)射帶的不同銀納米簇。但是，利用DNA為模

2、板合成熒光金納米簇和銅納米粒子的文獻(xiàn)報(bào)道還是相對(duì)較少。本論文首次用化學(xué)濕法以單鏈DNA為模板合成了發(fā)強(qiáng)熒光的金納米簇;用發(fā)夾式DNA合成了熒光金納米簇并進(jìn)一步探究了它對(duì)圈環(huán)部分DNA堿基或序列選擇性作用;使用具有多個(gè)相同堿基組成的單鏈DNA-均聚物合成了發(fā)熒光的銅納米粒子;以及研究了其對(duì)堿基T的特異結(jié)合[1]從而實(shí)現(xiàn)能夠調(diào)制形成T-T堿基對(duì)的汞離子的檢測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.主要以含有23個(gè)堿基的單鏈DNAs(23-Ys)

3、為模板，采用一種溫和的還原劑二甲胺硼烷(DMAB)合成了熒光性金納米簇，這也是一種全新、簡(jiǎn)便、有效的合成熒光金納米簇的方法。通過(guò)熒光光譜、紫外可見(jiàn)吸收光譜和透射電鏡等表征方法研究了熒光金納米簇的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文首次在水溶液中以生物分子DNA為模板合成了熒光性金納米簇，討論了溶液pH對(duì)金納米簇的形成的重要影響。此外，金納米簇的熒光發(fā)射對(duì)DNA序列的選擇依賴性順序?yàn)镃＞A＞T＞G，這為其在SNPs檢測(cè)中的應(yīng)用提供一定的線索。與之前的

4、合成金納米簇的方法相比，此方法的優(yōu)越性在于選擇生物兼容性極好的DNA模板，合成的金納米簇將有望在生物傳感研究中有廣泛的應(yīng)用前景。
　　2.采用帶有雙鏈結(jié)構(gòu)的枝干部分和單鏈結(jié)構(gòu)的圈環(huán)部分的發(fā)夾式DNA為模板，以DMAB為還原劑合成金納米簇，通過(guò)紫外可見(jiàn)吸收光譜、熒光光譜、DNA熔點(diǎn)測(cè)定等表征分析方法研究了以DNA為模板合成的熒光金納米簇的形成中DNA序列的影響，同時(shí)對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在以發(fā)夾式DNA為模板合成金納米簇

5、的形成過(guò)程中，發(fā)夾式DNA的圈環(huán)部分的序列起著重要作用。其中，由胞嘧啶和鳥(niǎo)嘌呤堿基組成圈環(huán)部分的發(fā)夾式DNA合成的金納米簇?zé)晒廨^強(qiáng)，而鳥(niǎo)嘌呤和胸腺嘧啶堿基組成圈環(huán)部分的發(fā)夾式DNA合成的金納米簇?zé)晒廨^弱。和發(fā)夾式DNA相比，和其具有相同堿基組成的全匹配DNA合成的金納米簇就沒(méi)那么有效了。此外，發(fā)夾式DNA圈環(huán)部分的序列長(zhǎng)度也可以對(duì)納米簇的熒光產(chǎn)生調(diào)制作用。
　　3.以一些均聚物-具有多個(gè)相同堿基組成的DNA為模板，用抗壞血酸鈉還原

6、劑合成了熒光性銅納米粒子。通過(guò)改變這些均聚物中的堿基序列，利用紫外可見(jiàn)吸收光譜、熒光穩(wěn)態(tài)、DNA熔點(diǎn)測(cè)定等表征手段研究了DNA堿基對(duì)熒光銅納米粒子增長(zhǎng)及熒光性質(zhì)的影響，并簡(jiǎn)單介紹了其在汞離子檢測(cè)中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:第一次利用單鏈DNA結(jié)構(gòu)的均聚物為模板合成了熒光性的銅納米粒子。通過(guò)對(duì)比，證明了熒光銅納米粒子的增長(zhǎng)對(duì)對(duì)單鏈DNA模板中的胸腺嘧啶堿基具有強(qiáng)烈的選擇依賴性。本論文中以Hg2+能夠特定調(diào)制形成T-T堿基對(duì)這個(gè)事實(shí)對(duì)胸腺嘧啶堿