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(yīng)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(xué)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(cè)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(cè)，成為貴金屬NCs用于分析檢測(cè)的一個(gè)難點(diǎn)。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(biāo)記的熒光探針

2、，針對(duì)目前貴金屬NCs用于分析檢測(cè)中存在的不足，開展以下研究?jī)?nèi)容:
　　(1)以DNA為模板簡(jiǎn)單合成紅色熒光的AgNCs作為免標(biāo)記熒光探針，建立分析檢測(cè)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(dǎo)致其光學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)的BLM與Fe2+對(duì)DNA-AgNCs的熒光無太大的影響;但是當(dāng)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(shí)驗(yàn)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(guān)系，檢測(cè)限能夠達(dá)到54 nmol/L。該方法靈敏度高，操作簡(jiǎn)單，無修飾費(fèi)用;同時(shí)有利于理解AgNCs的發(fā)光機(jī)理，還可以將其用于檢測(cè)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(cè)H2

4、O2和尿酸。BSA中的巰基在合成AuNCs中有重要作用，同時(shí)最終在金屬核表面形成的Au-S鍵對(duì)AuNCs的熒光性質(zhì)也有很大影響。實(shí)驗(yàn)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(xué)鍵，導(dǎo)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(shí)由于其對(duì)H2O2的敏感性，BSA-AuNCs進(jìn)一步被用來檢測(cè)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(duì)H2O2和UA的定量檢測(cè)范圍分別是10μmol/L～2mmol/L和10μmol/L～800μmol/L。
　　(3) Cu2+-BSA-AuNCs用于分析檢測(cè)氯碘喹啉(CQ)。BSA除作為保護(hù)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(shí)還帶有很多能夠與金屬離子結(jié)合的官能團(tuán)。當(dāng)向BSA-AuNCs中加入Cu2+時(shí)，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(dāng)向其中加入CQ后，由于CQ與Cu2+的作用力強(qiáng)于BSA與Cu2+的作用力，CQ能夠阻斷系間竄越導(dǎo)致的熒光猝滅過程，恢復(fù)被Cu2+猝滅的BSA-AuNCs的熒光，基于此我們建立熒光檢測(cè)CQ的分析方法。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CQ濃度在1～10μmol/L范圍內(nèi)，體系的熒光恢復(fù)程度與加入的CQ具有良好的線性關(guān)系，檢測(cè)限為0.63μmol/L，相關(guān)系數(shù)為0.996

7、0，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)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(biāo)記的熒光探針，成功將其應(yīng)用到藥物和疾病相關(guān)小分子的檢測(cè)中，解決了無法檢測(cè)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(xué)反應(yīng)或絡(luò)合作用引入到貴金屬納米簇的分析檢測(cè)中，并利用貴金屬納米簇對(duì)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