基于納米金的光學(xué)生物傳感器的應(yīng)用.pdf

1、光學(xué)生物傳感是以光學(xué)信號(hào)選擇性表達(dá)來(lái)檢測(cè)體系化學(xué)、生物組分的應(yīng)用技術(shù),建立在光譜化學(xué)和光學(xué)波導(dǎo)與量測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上的將分析對(duì)象的化學(xué)信息以吸收、反射、熒光或化學(xué)發(fā)光、折射、散射等光學(xué)性質(zhì)表達(dá)的傳感裝置則構(gòu)成了相應(yīng)的光學(xué)生物傳感器。光學(xué)生物傳感器因其快速、靈敏、準(zhǔn)確和高選擇性等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。納米金顆粒是近些年著重研究的納米材料,除了擁有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等納米材料的特征性質(zhì)外,它優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)以及良好的生

2、物兼容性使其在生化分析中得到廣泛應(yīng)用,在基因調(diào)控、藥物篩選、小分子以及蛋白質(zhì)檢測(cè)等方面的應(yīng)用已有成熟研究。本文即為基于納米金而構(gòu)建相應(yīng)的光學(xué)生物傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)分析物的簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。
　　 ⑴利用目標(biāo)蛋白存在與否引起的納米金體系的不同顏色變化而建立了比色方法實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)蛋白的檢測(cè)。特異結(jié)合蛋白能夠與它的識(shí)別位點(diǎn)發(fā)生特異的結(jié)合作用,我們選擇TATA結(jié)合蛋白作為目標(biāo)蛋白,將兩條單鏈分別標(biāo)記在納米金上,它們的雜交互補(bǔ)序列含有TAT

3、A結(jié)合蛋白的識(shí)別位點(diǎn)。雜交引起的納米金體系由紅色變成紫色的顏色變化在外切酶Ⅲ(ExoⅢ)酶切下恢復(fù)為紅色,而目標(biāo)蛋白存在時(shí),會(huì)與雜交部位的識(shí)別位點(diǎn)結(jié)合,阻止ExoⅢ對(duì)雜交的納米金團(tuán)聚體的酶切,體系仍為紫色,據(jù)此而實(shí)現(xiàn)對(duì)TATA結(jié)合蛋白的檢測(cè)。結(jié)果表明,該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)TATA結(jié)合蛋白的靈敏檢測(cè),線性檢測(cè)范圍為0到120 nM,檢測(cè)下限為10 nM。
　　 ⑵基于納米金存在狀態(tài)的差異引起對(duì)表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)的不同增強(qiáng)效

4、果而實(shí)現(xiàn)對(duì)分析物的檢測(cè)。單鏈DNA(ssDNA)分子在納米金表面有較高的吸附屬性,能夠保護(hù)納米金顆粒使其在一定鹽離子濃度下不會(huì)發(fā)生團(tuán)聚,而雙鏈DNA(dsDNA)卻無(wú)此特性。當(dāng)目標(biāo)物存在時(shí),與ssDNA作用,形成dsDNA或發(fā)夾結(jié)構(gòu),離開納米金表面,此時(shí)納米金在鹽離子存在下就發(fā)生團(tuán)聚。納米金在分散和團(tuán)聚的不同狀態(tài)下對(duì)SERS的增強(qiáng)效應(yīng)不同,我們以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA、Hg2+的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能夠用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA、Hg2+的檢測(cè),

5、對(duì)DNA體系,其檢測(cè)范圍為50到300 nM,檢測(cè)限為75 nM;對(duì)Hg2+的體系,檢測(cè)范圍為0到3.0μM,檢測(cè)限為8 nM。
　　 ⑶基于納米金對(duì)其表面附近熒光基團(tuán)的猝滅作用以及目標(biāo)物的存在會(huì)消除這種猝滅作用而引起的熒光值的改變來(lái)對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行檢測(cè)。將末端修飾有熒光基團(tuán)的多肽鏈標(biāo)記在納米金上,該多肽含有Caspase-3蛋白酶的作用序列,因?yàn)榧{米金的猝滅作用,體系的熒光值很小,當(dāng)有Caspase-3存在時(shí),它與納米金上的多肽鏈