DNA-金屬熒光納米材料的合成及生物傳感研究.pdf

1、由Au、Ag或Cu等金屬的幾個至幾十個原子組成的新型熒光納米材料因其優(yōu)異的光譜和光物理性質(zhì)而受到科學家們廣泛的關注。通常把粒子尺寸小于2 nm的金屬納米材料（主要是Au和Ag）叫做金屬納米簇(MNCs)或納米點(NDs)，而Cu金屬形成的納米材料的尺寸較大而又被稱為銅納米粒子。
　　目前利用DNA為模板合成熒光銀納米簇的工作引起了特別的重視，并且通過改變DNA序列可產(chǎn)生可見和近紅外區(qū)間熒光發(fā)射帶的不同銀納米簇。但是，利用DNA為模

2、板合成熒光金納米簇和銅納米粒子的文獻報道還是相對較少。本論文首次用化學濕法以單鏈DNA為模板合成了發(fā)強熒光的金納米簇;用發(fā)夾式DNA合成了熒光金納米簇并進一步探究了它對圈環(huán)部分DNA堿基或序列選擇性作用;使用具有多個相同堿基組成的單鏈DNA-均聚物合成了發(fā)熒光的銅納米粒子;以及研究了其對堿基T的特異結(jié)合[1]從而實現(xiàn)能夠調(diào)制形成T-T堿基對的汞離子的檢測。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.主要以含有23個堿基的單鏈DNAs(23-Ys)

3、為模板，采用一種溫和的還原劑二甲胺硼烷(DMAB)合成了熒光性金納米簇，這也是一種全新、簡便、有效的合成熒光金納米簇的方法。通過熒光光譜、紫外可見吸收光譜和透射電鏡等表征方法研究了熒光金納米簇的性質(zhì)。實驗結(jié)果表明:本文首次在水溶液中以生物分子DNA為模板合成了熒光性金納米簇，討論了溶液pH對金納米簇的形成的重要影響。此外，金納米簇的熒光發(fā)射對DNA序列的選擇依賴性順序為C＞A＞T＞G，這為其在SNPs檢測中的應用提供一定的線索。與之前的

4、合成金納米簇的方法相比，此方法的優(yōu)越性在于選擇生物兼容性極好的DNA模板，合成的金納米簇將有望在生物傳感研究中有廣泛的應用前景。
　　2.采用帶有雙鏈結(jié)構(gòu)的枝干部分和單鏈結(jié)構(gòu)的圈環(huán)部分的發(fā)夾式DNA為模板，以DMAB為還原劑合成金納米簇，通過紫外可見吸收光譜、熒光光譜、DNA熔點測定等表征分析方法研究了以DNA為模板合成的熒光金納米簇的形成中DNA序列的影響，同時對其機理進行了探討。實驗結(jié)果表明:在以發(fā)夾式DNA為模板合成金納米簇

5、的形成過程中，發(fā)夾式DNA的圈環(huán)部分的序列起著重要作用。其中，由胞嘧啶和鳥嘌呤堿基組成圈環(huán)部分的發(fā)夾式DNA合成的金納米簇熒光較強，而鳥嘌呤和胸腺嘧啶堿基組成圈環(huán)部分的發(fā)夾式DNA合成的金納米簇熒光較弱。和發(fā)夾式DNA相比，和其具有相同堿基組成的全匹配DNA合成的金納米簇就沒那么有效了。此外，發(fā)夾式DNA圈環(huán)部分的序列長度也可以對納米簇的熒光產(chǎn)生調(diào)制作用。
　　3.以一些均聚物-具有多個相同堿基組成的DNA為模板，用抗壞血酸鈉還原

6、劑合成了熒光性銅納米粒子。通過改變這些均聚物中的堿基序列，利用紫外可見吸收光譜、熒光穩(wěn)態(tài)、DNA熔點測定等表征手段研究了DNA堿基對熒光銅納米粒子增長及熒光性質(zhì)的影響，并簡單介紹了其在汞離子檢測中的應用。實驗結(jié)果表明:第一次利用單鏈DNA結(jié)構(gòu)的均聚物為模板合成了熒光性的銅納米粒子。通過對比，證明了熒光銅納米粒子的增長對對單鏈DNA模板中的胸腺嘧啶堿基具有強烈的選擇依賴性。本論文中以Hg2+能夠特定調(diào)制形成T-T堿基對這個事實對胸腺嘧啶堿