基于DNA和金纳米粒子体系对生物小分子的免标记光度法测定

摘要

本文旨在利用DNA和金纳米粒子实现对生物小分子的免标记光度法测定，主要包括以下两个方面的工作:(1)利用谷胱甘肽修饰的金纳米颗粒基于静电效应比色法检测神经元素3(Neurogenin3，ngn3)片段。Ngn3作为神经前体细胞分化的关键转录蛋白因子，在胰岛内分泌细胞的分化中发挥着重要作用。在本实验中，我们对ngn3的多肽片段进行了研究。分散状态下的金纳米粒子溶液为酒红色，在紫外吸收光谱中520 nm处有尖锐的吸收峰。谷胱甘肽可以通过Au-S键与金纳米粒子结合，由于所带有的负电荷，在一定的盐浓度范围内，谷胱甘肽能够保护金纳米粒子免受盐诱导的聚集。当ngn3多肽片段存在时，在一定的盐浓度下，ngn3片段能够诱导GSH-AuNPs发生聚集，使金纳米粒子溶液由红色变成蓝色。基于此，本论文以谷胱甘肽修饰的金纳米粒子为探针，建立了快速检测ngn3片段的比色方法。在优化条件下，检测ngn3的线性范围为20-300ng/mL，检出限(LOD)为8 ng/mL，方法具有良好的选择性。(2)基于pH值诱导i-motif DNA形成的荧光光谱法检测葡萄糖。在酸性条件下，富含胞嘧啶的DNA链中的胞嘧啶会部分质子化，质子化的胞嘧啶与非质子化的胞嘧啶形成C-CH(+)键，从而导致DNA的构象由单链结构变成刚性的四重折叠结构即i-motif DNA结构。在实验中，我们使用一条标记有荧光基团和猝灭基团的富含胞嘧啶的DNA链作为检测探针。在加入葡萄糖前，荧光标记的DNA探针会发出较强的荧光，当加入葡萄糖后，葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下生成葡萄糖酸，降低了体系的酸度，从而导致DNA的构象发生变化，形成折叠的i-motif结构。标记在DNA链两端的荧光基团和猝灭基团距离变小，发生能量共振转移，体系的荧光强度降低。该方法容易操作，选择性好，灵敏度较高，并且成功的应用于人体尿液和血液中葡萄糖的检测。