荧光DNA-银纳米簇对生物分子及汞离子的检测

发布时间：2019-07-11 07:00

【摘要】：近些年来,以DNA为模板合成的银纳米簇(DNA-Ag NCs)因其粒径小且具有优异的光学性质而受到科研工作者的广泛关注。结合文献本文设计了不同序列的模板DNA来合成Ag NCs,并分别对其光学性质进行了研究。从中筛选出荧光性能较好的B-DNA-Ag NCs对生物分子和重金属Hg~(2+)进行了检测,并进一步探究了DNA-Ag NCs与靶分子的作用机理。主要研究工作如下:(1)设计了不同序列的ssDNA模板,合成了有荧光性能的DNA-Ag NCs,并对DNA-Ag NCs的光学性质进行了研究。结果表明,不同序列DNA合成的Ag NCs的荧光性质不同,从中选择了量子产率高(~29%)且荧光较稳定的B-DNA-Ag NCs,进行了后续的检测实验。(2)以B-DNA-Ag NCs作为荧光探针对生物硫醇(Cys、GSH)和乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性进行了检测。该方法对Cys和GSH的检出限分别为0.134μM和0.172μM,检测范围分别为0-5.0μM和0.5-4.5μM。另外,该方法通过DNA-Ag NCs荧光强度变化可以间接检测AChE的活性,对AChE活性的检出限为0.071 U/L,检测范围为0-4.0 U/L。进一步对巯基分子与DNA-Ag NCs作用机理进行了研究。紫外可见吸收结果表明二者作用形成了不发射荧光的复合物,此过程属于静态淬灭;瞬态荧光结果表明巯基分子与DNA-Ag NCs存在激发态的相互作用,此过程属于动态淬灭;透射电镜结果表明二者相互作用使得DNA-Ag NCs聚集成较大颗粒进而导致荧光淬灭。该方法还可应用于尿液中生物硫醇的检测。(3)以B-DNA-Ag NCs为荧光探针对溶液中的Hg~(2+)进行了检测。该方法对Hg~(2+)的检出限低至4.5 nM,检测范围为0-150 nM。进一步对Hg~(2+)与DNA-Ag NCs可能的作用机理进行了研究。紫外可见吸收结果表明,Hg~(2+)与DNA-Ag NCs作用生成了不发射荧光的复合物;综合稳态荧光及瞬态荧光结果分析得出,Hg~(2+)80 nM时,淬灭过程为纯粹的动态淬灭,Hg~(2+)80 nM时,淬灭过程既存在动态淬灭又存在静态淬灭;透射电镜结果排除了荧光淬灭是由于DNA-Ag NCs的聚集引起的,另外EDTA和NaBH4的加入并未能使DNA-Ag NCs的荧光恢复,因此排除了金属间的相互作用。此方法还被应用于湖水及自来水中Hg~(2+)的检测,具有潜在的应用价值。
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图片说明： 荧光 DNA-银纳米簇对生物分子及汞离子的检测合成了多种 DNA-Ag NCs，这些 DNA-Ag NCs 的荧光最大发射波05 nm，如图 1.1。成功实现了对 DNA-Ag NCs 荧光发射的调控，Chang[25]课题组利用不同长度的 DNA 合成了不同发射波长的 探究了 DNA 序列及长度影响 Ag NCs 光学性质的机理。实验不同序列 DNA 的构象不同，氧化 Ag NCs 的状态不同，以及模子个数不同等导致纳米簇粒径大小不同从而使得 DNA-Ag NCs
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图片说明： 序列 DNA 的构象不同，氧化 Ag NCs 的状态不同，，以数不同等导致纳米簇粒径大小不同从而使得 DNA-Ag 图 1.1 不同序列单链 DNA 合成 Ag NCs 的激发和发射图谱dy-state excitation and emission spectra for distinct ssDNA
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.3

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本文编号：2512964