納米材料在藥物和DNA構(gòu)象分析中的應(yīng)用.pdf

1、近十年來(lái)，納米技術(shù)得到迅猛發(fā)展，并廣泛滲透于各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，形成了既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系的分支學(xué)科，其中由納米科學(xué)與生物學(xué)和醫(yī)學(xué)交叉結(jié)合形成的納米生物醫(yī)學(xué)，是最引人注目、最有生命力的發(fā)展方向之一。生物醫(yī)用功能納米材料的制備與應(yīng)用是其主要研究?jī)?nèi)容之一。本文將納米材料應(yīng)用于藥物和DNA構(gòu)象分析中，研究?jī)?nèi)容涉及三個(gè)方面： 一、由于光致發(fā)光粒徑可調(diào)和Stokes位移較大，量子點(diǎn)(QDs)被認(rèn)為是極其優(yōu)良的光學(xué)探針。當(dāng)有機(jī)小分子通過(guò)靜電作用被

2、吸附在量子點(diǎn)上后，納米粒子發(fā)生聚集，其光學(xué)性質(zhì)受到極大改變。在本文中，阿霉素和氨基糖苷類抗生素的吸附能猝滅CdS-QDs的熒光，并應(yīng)用于其分析。 1、在中性介質(zhì)，溴化十六烷基三甲基銨(CTAB)通過(guò)靜電作用吸附在CdS-QDs上，形成的復(fù)合物仍保留了量子點(diǎn)在378 nm激發(fā)，500 nm發(fā)射的熒光特性。阿霉素和CTAB-CdS-QDs復(fù)合物通過(guò)疏水作用形成三元復(fù)合物，量子點(diǎn)的熒光被猝滅，且熒光猝滅程度與阿霉素濃度符合Stern-

3、Volmer 方程，其檢測(cè)限在10<'-9>mol/L。 2、在弱酸性介質(zhì)，氨基糖苷類抗生素通過(guò)靜電作用吸附在CdS-QDs上，導(dǎo)致量子點(diǎn)在激發(fā)波長(zhǎng)376 nm處，產(chǎn)生增強(qiáng)的散射光，而在發(fā)射波長(zhǎng)500 nm處，出現(xiàn)熒光猝滅。偶合共存的散射和熒光信號(hào)，建立了一種散射熒光比率法，并用于氨基糖苷類抗生素的測(cè)定，檢測(cè)限58-190nmol/L。 二、納米級(jí)粒子粒徑很小，其表面原子的比例和活性都很高。依靠DNA堿基和表面原子的相互

4、作用，一些短的DNA片段能強(qiáng)烈吸附在納米粒子表面。當(dāng)DNA發(fā)生構(gòu)象變化后，堿基被屏蔽，這種吸附大大的降低。在本文中金納米粒子和碳納米管被用作DNA構(gòu)象變化識(shí)別的納米探針。 1、未折疊端粒DNA能吸附和穩(wěn)定金納米粒子，阻止金膠在高鹽介質(zhì)下聚集，這種吸附依賴于DNA構(gòu)象。Mulliken電荷分布計(jì)算表明，未折疊端粒DNA在鉀離子存在下，通過(guò)分子內(nèi)氫鍵形成四折疊DNA，相比于未折疊DNA，表面負(fù)電荷更高，電荷分布更對(duì)稱和結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，不

5、能吸附在金納米粒子上，導(dǎo)致金膠在高鹽介質(zhì)下聚集，產(chǎn)生增強(qiáng)的表面等離子散射信號(hào)，由此可識(shí)別端粒DNA的構(gòu)象變化。 2、在中性介質(zhì)，對(duì)羧基卟啉(TCPP)通過(guò)卟啉環(huán)和多壁碳納米管(MCNTs)管壁的兀．兀非共價(jià)作用，導(dǎo)致MCNTs形成穩(wěn)定懸浮液。而在弱酸性介質(zhì)，MCNTs猝滅TCPP的J-型聚集的熒光，形成的懸浮液不穩(wěn)定，在一天內(nèi)出現(xiàn)沉淀。當(dāng)染料標(biāo)記的ssDNA加入到卟啉穩(wěn)定的碳納米管懸浮液，染料的熒光顯著猝滅，然而，當(dāng)互補(bǔ)DNA與探針DN

6、A雜交后加入，染料的熒光猝滅明顯得到恢復(fù)。二價(jià)陽(yáng)離子和離心對(duì)DNA雜交的影響也證實(shí)單雙鏈DNA在碳納米管管壁不同的吸附屬性。 三、基于特殊寡核苷酸的構(gòu)象變化前后，堿基上氨基活性不同，鄰苯二甲醛-β-巰基乙醇(OPA)試劑能靈敏響應(yīng)氨基的活性差異，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、免標(biāo)記熒光識(shí)別DNA構(gòu)象變化。 在硼酸鹽介質(zhì)，端粒DNA能很容易與OPA試劑反應(yīng)，生成一巰基取代的異吲哚熒光化合物，其激發(fā)波長(zhǎng)在340nm，發(fā)射波長(zhǎng)在455nm。當(dāng)鉀離