功能化石墨烯的制備及其共振能量轉(zhuǎn)移在生化分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、石墨烯自從2004年被發(fā)現(xiàn)以來,由于結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電學(xué)及化學(xué)特性在場(chǎng)效應(yīng)晶體管、傳感器、清潔能源設(shè)備和復(fù)合納米材料等方面有著重要的應(yīng)用。本文制備了氧化石墨烯,并在此基礎(chǔ)上利用石墨烯作為共振能量轉(zhuǎn)移受體,實(shí)現(xiàn)了對(duì)HIV病毒DNA的分析檢測(cè)。同時(shí),采用新的方法合成了還原型氧化石墨烯和熒光石墨烯,考察了其物理和化學(xué)性質(zhì),并進(jìn)一步探討了其作為共振能量轉(zhuǎn)移供受體的性質(zhì)。具體研究內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:
　　 (1)通過引入氧化石墨烯作為信噪比

2、增強(qiáng)試劑,以人類免疫缺陷病毒1型(HIV-1)相關(guān)短DNA序列為例,開發(fā)了一種基于長程共振能量轉(zhuǎn)移策略對(duì)DNA進(jìn)行分析檢測(cè)的簡便方法。當(dāng)體系中不存在靶物ssDNA時(shí),探針ssDNA和SybrGreenⅠ染料都會(huì)吸附到氧化石墨烯表面,此時(shí)由于染料和氧化石墨烯之間存在長程共振能量轉(zhuǎn)移過程,所以SybrGreenⅠ染料熒光被猝滅。當(dāng)向體系中加入靶物ssDNA,此時(shí)靶物ssDNA和探針ssDNA會(huì)形成雙鏈結(jié)構(gòu),由于DNA雙鏈結(jié)構(gòu)和氧化石墨烯較弱

3、的π-π相互作用力,同時(shí)SybrGreenⅠ染料嵌入DNA雙鏈結(jié)構(gòu)的凹槽,所以SybrGreenⅠ染料的熒光得以恢復(fù),據(jù)此高靈敏的檢測(cè)DNA,檢測(cè)限能達(dá)到0.31nM,并且能夠檢測(cè)堿基錯(cuò)配,該方法相對(duì)于其它檢測(cè)特征DNA序列的方法,具有靈敏、簡便、特異性高、抗干擾好的特點(diǎn)。
　　 (2)采用氧化石墨烯固體作為碳源,葉酸作為還原劑,制備了葉酸功能化還原型氧化石墨烯。值得注意的是,葉酸不僅作為還原劑,同時(shí)還可作為穩(wěn)定劑,所制備的還原

4、型氧化石墨烯在水溶液中能夠穩(wěn)定存在4個(gè)月以上,進(jìn)一步從紫外吸收光譜、X射線衍射、紅外光譜、拉曼光譜、透射電鏡、熱穩(wěn)定性和細(xì)胞毒性等方面進(jìn)行考察,所合成材料表現(xiàn)出較好的還原型氧化石墨烯性質(zhì),同時(shí)將所制備得到的材料用作共振能量轉(zhuǎn)移受體,和氧化石墨烯進(jìn)行對(duì)比,考察了對(duì)熒光素的淬滅,葉酸功能化還原型氧化石墨烯對(duì)染料的猝滅效果更好。
　　 (3)以表面活性劑PEG-600作為鈍化試劑,開發(fā)了一種簡單的水熱法一步合成熒光石墨烯。由于表面活性