基于納米金的光學生物傳感器的應用.pdf

1、光學生物傳感是以光學信號選擇性表達來檢測體系化學、生物組分的應用技術,建立在光譜化學和光學波導與量測技術基礎上的將分析對象的化學信息以吸收、反射、熒光或化學發(fā)光、折射、散射等光學性質表達的傳感裝置則構成了相應的光學生物傳感器。光學生物傳感器因其快速、靈敏、準確和高選擇性等特點而得到廣泛應用。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、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等納米材料的特征性質外,它優(yōu)異的光學性質、電學性質以及良好的生

2、物兼容性使其在生化分析中得到廣泛應用,在基因調控、藥物篩選、小分子以及蛋白質檢測等方面的應用已有成熟研究。本文即為基于納米金而構建相應的光學生物傳感器來實現(xiàn)對分析物的簡單、快速、準確檢測。
　　 ⑴利用目標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現(xiàn)對目標蛋白的檢測。特異結合蛋白能夠與它的識別位點發(fā)生特異的結合作用,我們選擇TATA結合蛋白作為目標蛋白,將兩條單鏈分別標記在納米金上,它們的雜交互補序列含有TAT

3、A結合蛋白的識別位點。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)酶切下恢復為紅色,而目標蛋白存在時,會與雜交部位的識別位點結合,阻止ExoⅢ對雜交的納米金團聚體的酶切,體系仍為紫色,據(jù)此而實現(xiàn)對TATA結合蛋白的檢測。結果表明,該傳感器能夠實現(xiàn)對TATA結合蛋白的靈敏檢測,線性檢測范圍為0到120 nM,檢測下限為10 nM。
　　 ⑵基于納米金存在狀態(tài)的差異引起對表面增強拉曼散射(SERS)的不同增強效

4、果而實現(xiàn)對分析物的檢測。單鏈DNA(ssDNA)分子在納米金表面有較高的吸附屬性,能夠保護納米金顆粒使其在一定鹽離子濃度下不會發(fā)生團聚,而雙鏈DNA(dsDNA)卻無此特性。當目標物存在時,與ssDNA作用,形成dsDNA或發(fā)夾結構,離開納米金表面,此時納米金在鹽離子存在下就發(fā)生團聚。納米金在分散和團聚的不同狀態(tài)下對SERS的增強效應不同,我們以此來實現(xiàn)對DNA、Hg2+的檢測。實驗結果表明,該方法能夠用來實現(xiàn)對DNA、Hg2+的檢測,

5、對DNA體系,其檢測范圍為50到300 nM,檢測限為75 nM;對Hg2+的體系,檢測范圍為0到3.0μM,檢測限為8 nM。
　　 ⑶基于納米金對其表面附近熒光基團的猝滅作用以及目標物的存在會消除這種猝滅作用而引起的熒光值的改變來對目標物進行檢測。將末端修飾有熒光基團的多肽鏈標記在納米金上,該多肽含有Caspase-3蛋白酶的作用序列,因為納米金的猝滅作用,體系的熒光值很小,當有Caspase-3存在時,它與納米金上的多肽鏈