石墨烯增強熒光各向異性及其在銅離子、鉀離子分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，熒光各向異性法在生化分析及臨床診斷中具有越來越重要的作用。該方法廣泛應(yīng)用于熒光偏振免疫分析、酶活測定、蛋白質(zhì)間相互反應(yīng)、單核苷酸多態(tài)性等研究中。由于金屬或者小分子能引起的熒光各向異性變化非常微弱，難以用于檢測，因而有關(guān)的熒光各向異性分析是目前的難點。鑒于此，本論文引入氧化石墨烯作為熒光各向異性增強劑，實現(xiàn)了對銅離子和鉀離子的分析檢測。在此基礎(chǔ)上，進一步探討了氧化石墨烯作為信號增強劑的機制。具體研究內(nèi)容包括以下兩個方面:
　

2、　 (1)通過引入氧化石墨烯作為熒光各向異性增強試劑，以銅離子為檢測目標，開發(fā)了一種基于脫氧核酶的高靈敏的金屬離子熒光各向異性分析方法。研究發(fā)現(xiàn)，當體系中不存在銅離子時，催化鏈和底物鏈的雜交體和氧化石墨烯通過π-π堆積和靜電作用組裝在一起，此時熒光基團的轉(zhuǎn)動與整個組裝體一致且轉(zhuǎn)動緩慢，熒光各向異性值高;但當加入銅離子后，底物鏈在催化鏈和銅離子共同作用下發(fā)生裂解，使帶有熒光染料的DNA片段游離出來，熒光各向異性值顯著降低。結(jié)果表明，其降

3、低的程度與銅離子的濃度在1-32nM之間呈良好的線性。該方法靈敏度高，選擇性好，并且，通過選擇合適的探針或者生物大分子，我們的方法能夠進一步用于其它靶物的檢測。
　　 (2)基于鉀離子誘導單鏈DNA探針形成G-四折疊，開發(fā)了一種免標記的氧化石墨烯增強熒光各向異性檢測鉀離子的方法。當體系中不存在鉀離子時，單鏈DNA探針和染料分子吖啶橙都會吸附到氧化石墨烯表面。此時由于染料分子的自由運動被所形成的組裝體束縛，轉(zhuǎn)動緩慢，具有很高的熒光

4、各向異性值。當向體系中加入鉀離子時，單鏈DNA探針會形成DNA四折疊結(jié)構(gòu)。DNA四折疊結(jié)構(gòu)和氧化石墨烯存在較弱的π-π相互作用力，而DNA四折疊結(jié)構(gòu)與吖啶橙作用力強于氧化石墨烯與吖啶橙的作用力，所以染料分子遠離氧化石墨烯表面嵌入DNA四折疊結(jié)構(gòu)中，從而熒光各向異性值顯著降低。本方法檢測范圍寬，在10μM-2mM之間呈良好線性，且不需要DNA修飾，因此成本低廉、簡單實用。
　　 在本研究中，我們提出了氧化石墨烯增強熒光各向異性策略