生物大分子包被的金、銀納米簇在藥物和生物分子分析中的應用.pdf

1、貴金屬納米簇(NCs)，特別是生物分子包被的金和銀納米簇(AuNCs，AgNCs)，具有優(yōu)秀的光學性質(zhì)和良好的生物相容性，目前已成為新型的熒光探針，廣泛用于重金屬離子、陰離子、巰基分子、蛋白質(zhì)、核酸類和單核苷酸多態(tài)性的檢測中。但由于藥物及一些小分子難與NCs直接發(fā)生作用，而難于被直接檢測，成為貴金屬NCs用于分析檢測的一個難點。所以本文以寡聚脫氧核苷酸（DNA）包被的AgNCs和牛血清白蛋白(BSA)包被的AuNCs作為免標記的熒光探針

2、，針對目前貴金屬NCs用于分析檢測中存在的不足，開展以下研究內(nèi)容:
　　(1)以DNA為模板簡單合成紅色熒光的AgNCs作為免標記熒光探針，建立分析檢測抗癌藥物博來霉素的方法。AgNCs的金屬核非常容易被具有氧化性的物質(zhì)氧化，從而導致其光學性質(zhì)發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn)，單獨的BLM與Fe2+對DNA-AgNCs的熒光無太大的影響;但是當BLM與Fe2+同比例的結(jié)合后，能夠與溶液中的溶解氧發(fā)生氧化還原作用，F(xiàn)e2+失去電子將O2還原為具有

3、氧化性的活性自由基，將具有熒光的DNA-AgNCs氧化為無熒光的DNA-AgNCs。實驗結(jié)果表明，DNA-AgNCs熒光降低的程度與BLM的濃度在100～400 nmol/L的范圍內(nèi)呈良好的線性關系，檢測限能夠達到54 nmol/L。該方法靈敏度高，操作簡單，無修飾費用;同時有利于理解AgNCs的發(fā)光機理，還可以將其用于檢測其他能夠引起NCs的金屬核氧化態(tài)發(fā)生變化的靶物分子。
　　(2) BSA-AuNCs作為熒光探針用于檢測H2

4、O2和尿酸。BSA中的巰基在合成AuNCs中有重要作用，同時最終在金屬核表面形成的Au-S鍵對AuNCs的熒光性質(zhì)也有很大影響。實驗發(fā)現(xiàn)H2O2能夠氧化BSA-AuNCs，使得金屬核表面的Au-S鍵斷裂，破壞金屬核所處的微環(huán)境以及表面的化學鍵，導致配體到金屬間的電荷轉(zhuǎn)移過程被阻斷，BSA-AuNCs的熒光被猝滅。同時由于其對H2O2的敏感性，BSA-AuNCs進一步被用來檢測尿酸酶催化氧化尿酸(UA)過程中產(chǎn)生的H2O2，從而間接定量U

5、A。該方法對H2O2和UA的定量檢測范圍分別是10μmol/L～2mmol/L和10μmol/L～800μmol/L。
　　(3) Cu2+-BSA-AuNCs用于分析檢測氯碘喹啉(CQ)。BSA除作為保護AuNCs的包被劑，防止其聚集以及被溶劑分子猝滅外，其表面同時還帶有很多能夠與金屬離子結(jié)合的官能團。當向BSA-AuNCs中加入Cu2+時，C u2+能夠與BSA-AuNCs表面的某些氨基酸的氨基或羧基結(jié)合，然后通過系間竄越的過

6、程，使得處于激發(fā)態(tài)的AuNCs的電子失去能量，非輻射躍迂回基態(tài)，猝滅BSA-AuNCs的熒光;當向其中加入CQ后，由于CQ與Cu2+的作用力強于BSA與Cu2+的作用力，CQ能夠阻斷系間竄越導致的熒光猝滅過程，恢復被Cu2+猝滅的BSA-AuNCs的熒光，基于此我們建立熒光檢測CQ的分析方法。實驗發(fā)現(xiàn)CQ濃度在1～10μmol/L范圍內(nèi)，體系的熒光恢復程度與加入的CQ具有良好的線性關系，檢測限為0.63μmol/L，相關系數(shù)為0.996

7、0，能夠準確檢測乳膏中CQ的含量。該方法同樣適用于其他能夠與Cu2+結(jié)合的藥物和其他分子。
　　綜上，在本研究中，我們利用生物大分子包被的熒光貴金屬納米簇作為免標記的熒光探針，成功將其應用到藥物和疾病相關小分子的檢測中，解決了無法檢測那些不直接與探針作用的靶物分子的難題。該論文的創(chuàng)新之處體現(xiàn)在將特異性的化學反應或絡合作用引入到貴金屬納米簇的分析檢測中，并利用貴金屬納米簇對其金屬核和包被劑的依賴性，建立了一系列具有普適性的方法，以便