DNA步行器在生物传感和活细胞成像领域的应用

DNA步行器是一种基于DNA杂交的特异性、可预测性和可编程性的自组装纳米器件.在特定的外部刺激下,其行走部件可沿着预定的轨道自主地、渐进地移动.这种自主运动和重复步进的特性赋予其优异的信号放大能力,使得DNA步行器在化学测量方面展现出良好的应用前景.本文系统评述了DNA步行器在生物传感和活细胞成像领域的研究进展.     

金纳米粒子组装体的连续离散型纳米结构控制

采用柠檬酸钠还原氯金酸的方法,制备出粒径均一的金纳米粒子(AuNPs),通过加入二水合双(对-磺酰苯基)苯基膦化二钾盐(BSPP),增强了AuNPs体系的分散性与稳定性.选用直径为15和40nm的AuNPs,用不同序列巯基修饰的单链DNA连接到其表面,通过DNA链的杂交,形成不同结构的金纳米粒子组装体.通过改变加入DNA延长连接单元的比例,可以控制金纳米粒子组装体具有连续离散型的1∶1,2∶1和3∶1纳米结构.     

DNA纳米机器

本文介绍了以DNA为基础的纳米机器的发展现状,强调了核酸作为一种材料在纳米科技领域的重要作用.着重阐述了利用链交换反应或环境因素变化可以驱动DNA二级结构的变化,从而可以构建出形式多样的纳米级核酸分子机器;评价了各类分子机器在效率、寿命和副产物方面的优缺点.在总结前人工作的基础上预测了核酸纳米技术在生命科学、材料科学以及计算科学等诸多方面可能的应用.     

从纳米晶到三维超晶格结构

纳米晶的有序组装对未来纳米材料的应用拓展具有重要意义. 本综述介绍了纳米晶三维超晶格的研究价值以及制备方法,着重对“胶体溶液蒸发”、“不良溶剂扩散”、“胶束引导集聚”、“氢键连接”、“静电聚集”、“DNA导向”、“外场辅助”和“水－油界面辅助”的组装机制进行了总结与评述,同时也探讨了这一新兴领域中仍然存在的挑战.     

金纳米粒子与单链DNA的相互作用

研究了金纳米粒子与单链DNA在不同pH值时的相互作用以及金纳米粒子与不同碱基序列单链DNA的相互作用. 结果表明, 在pH为12.6的强碱性条件下, 单链DNA能使金纳米粒子稳定分散在溶液中; 在pH为1.4的强酸性条件下, 单链DNA能保护金纳米粒子不发生融合, 而只发生团聚, 且团聚现象具有可逆性. 不同寡核苷酸对金纳米粒子的亲和力按poly dA>poly dC>poly dT的顺序依次减弱. 单链DNA对纳米金的保护作用强度与单链DNA的长度成正比.     

超顺磁性DNA纳米富集器应用于痕量寡聚核苷酸的富集

随着纳米技术的迅速发展 ,纳米材料逐渐被应用到细胞生物学和分子生物学研究领域 ,为生物医学的研究和发展提供了新的技术和手段 [1～ 4 ] .如超顺磁性纳米颗粒由于具有尺寸小、比表面积大、悬浮稳定性好及在外磁场作用下的磁导向性运输和富集等优良特性 ,使其在细胞和生物活性     

利用侧链修饰寡聚DNA组装CdS有序纳米结构

由于 DNA分子具有特殊的结构和碱基配对特性 ,人们已经意识到利用 DNA分子将无机纳米粒子 (量子点 )组装成各种不同的有序纳米结构的可行性 [1～ 5] .如 Mirkin等 [6 ,7]利用端基修饰的寡聚 DNA将金纳米粒子组装成有序的六方堆积的层状结构 .Alivisatos等 [8]利用单链 DNA为模板 ,通过在 3′和5′端修饰巯基的互补 DNA将两个或三个金纳米粒子连接起来形成“人造分子”.本文中我们首次报道通过在侧链 ( 5′端 C1和 C2之间的磷酸根 )上修饰巯基的寡聚胞嘧啶 ( Oligo C10 - SH )和寡聚鸟嘌呤( Oligo G10 - SH)复性过程将 Cd S纳米…     

金纳米棒在超疏水表面的组装行为研究

采用了"烟囱效应"以及超疏水表面作为基底这两项外力作用来将金纳米棒进行组装。借用"烟囱"技术的侧面向心力所产生的向心空气气流,以及超疏水表面上液滴收缩产生的应力对纳米粒子的向心挤作用,得到了金纳米棒垂直于基片致密排列的特殊的组装花样以及金纳米棒水平短程有序的致密排列的组装花样。这种简便的组装方法不仅对纳米器件的应用有着重要的影响,而且可以广泛地适用于其他的纳米粒子的二维有序组装以得到不同的功能性的纳米组装体。     

基于磁性纳米颗粒和金纳米粒子构建DNA电化学生物传感技术

本文构建了一种基于纳米粒子、茎环DNA和丝网印刷电极(SPCE)的电化学生物传感技术用于乳腺癌基因的快速、灵敏检测。该传感技术中,探针DNA的两端分别标记了巯基和生物素,巯基用于与金纳米粒子(AuNPs)作用,生物素用于与磁性纳米颗粒(MNPs)表面修饰的链酶亲和素作用以达到富集的目的,之后利用SPCE进行电化学检测。无目标DNA存在时,双标记DNA保持茎环结构,使得生物素分子很难和MNPs上的亲和素接触。一旦加入目标DNA,茎环结构打开,生物素得以与MNPs上的链霉亲和素发生特异性结合,形成的复合物(MNPs-DNA-AuNPs)通过磁性富集到SPCE表面,从而获得AuNPs的电化学信号。该DNA电化学生物传感对单碱基错配有良好的分辨能力,完全互补DNA的检出限为8.0×10-13 mol/L。     

金纳米粒子组装结构中的表面重组现象

以纳米粒子为基本结构单元构筑的各种二维或三维超晶格结构受到了广泛的重视［１］．人们的兴趣一方面来源于在纳米尺度上控制材料结构 ,另一方面则因为组织化的纳米材料或结构具有独特的性质 ,以期在非线性光学、纳米电子学等前沿领域得到应用［２］．当前研究最多的结构形式是固体表面上的纳米粒子阵列或单层薄膜 ,通常是胶体粒子靠某种特殊相互作用吸附或沉积在固体表面上（亦称为“纳米粒子在表面上的组装［３］”） ,因此对纳米粒子及固体表面进行功能化的修饰 ,从而控制纳米粒子在表面上的排列和聚集状态 ,是制备这类复合结构的核心问…     

基于纳米金探针和基因芯片的DNA检测新方法

运用荧光纳米金探针和基因芯片杂交建立一种新的DNA检测方法. 荧光纳米金探针表面标记有两种DNA探针: 一种为带有Cy5荧光分子的信号探针BP1, 起信号放大作用; 另一种为与靶DNA一部分互补的检测探针P532, 两种探针比例为5∶1. 当靶DNA存在时, 芯片上捕捉探针(与靶DNA的另一部分互补)通过碱基互补配对结合靶DNA, 将靶DNA固定于芯片上; 荧光纳米金探针通过检测探针与靶DNA及芯片结合, 在芯片上形成“三明治”复合结构, 最后通过检测信号探针上荧光分子的信号强度来确定靶DNA的量. 新方法检测灵敏度高, 可以检测浓度为1 pmol/L的靶DNA, 操作简单, 检测时间短. 通过改进纳米金探针的标记和优化杂交条件, 可进一步提高核酸检测的灵敏度, 这将在核酸检测方面具有重要的应用价值.     

Construction of CdS Nanoparticle Chain on DNA Template

Salmon sperm DNA was used as template to assembly and nucleate CdS nanoparticles.Transmission electron microscopy(TEM)images showed that the CdS nanoparticles fromed unique nanostructure which present regular and parallel chains along DNA molecular chaing.The width of every chain was about 3 nm.Raman and Xray photoelectron energy spectroscopy(XPS) confirmed that the nucleation sites of CdS nanoparticles were phosphate acid groups of DNA.     

巯基修饰寡聚DNA诱导的具有光学各向异性的金纳米粒子组装体

Two complemental 2′-phosphorothioate oligo-DNA compounds were used as linker molecules to provide the necessary symmetry-breaking mechanism to direct the assembly of 13 nm Au nanoparticles into aggregates with anisotropic optical properties.     

Preparation of Luminol-doped Nanoparticle and Its Application in DNA Hybridization Analysis

Introduction The analysis of DNA sequence and DNA mutant detection play fundamental roles in the rapid development of molecular diagnostics and in the anticancer drug screening. Therefor many detection techniques of DNA sequence have been developed in recent years. These techniques mainly depend on the nucleic acid hybridization1 and their sensitivities are related to the specific activity of the label linked to the DNA probe. The degree of hybridization of probe to its complementary DN…     

Four‐Dimensional Deoxyribonucleic Acid–Gold Nanoparticle Assemblies

Organization of gold nanoobjects by oligonucleotides has resulted in many three‐dimensional colloidal assemblies with diverse size, shape, and complexity; nonetheless, autonomous and temporal control during formation remains challenging. In contrast, living systems temporally and spatially self‐regulate formation of functional structures by internally orchestrating assembly and disassembly kinetics of dissipative biomacromolecular networks. We present a novel approach for fabricating four‐dimensional gold nanostructures by adding an additional dimension: time. The dissipative character of our system is achieved using exonuclease III digestion of deoxyribonucleic acid (DNA) fuel as an energy‐dissipating pathway. Temporal control over amorphous clusters composed of spherical gold nanoparticles (AuNPs) and well‐defined core–satellite structures from gold nanorods (AuNRs) and AuNPs is demonstrated. Furthermore, the high specificity of DNA hybridization allowed us to demonstrate selective activation of the evolution of multiple architectures of higher complexity in a single mixture containing small and larger spherical AuNPs and AuNRs.     

DNA/CdS纳米粒子复合体系的光谱和光电化学性质

在水溶液中以DNA作为模板和稳定剂, 构筑了DNA与CdS纳米粒子复合体系(DNA/CdS NPC), 研究DNA的含量, 单双链等对复合体系光电响应的影响, 并综合TEM, UV-Vis, IR和荧光光谱等对其形貌和光谱性质进行表征. 结果表明, CdS纳米粒子(CdS NPs)与DNA链之间主要通过静电作用结合; DNA模板对CdS NPs的禁带宽度没有影响; 以DNA模板合成的CdS NPs具有较高的表面态密度, 其对CdS NPs的荧光有增强作用, 而对光电流响应有抑制作用, 并且DNA在复合体系中的含量影响荧光增强和光电流减弱的程度. 该复合体系在荧光标记检测和DNA的定量分析方面可能具有应用前景.     

核酸介导信号放大光学生物传感器在食品污染物检测中的应用EI北大核心CSCD

信号放大是新型生物传感分析过程中重要的环节。核酸介导的信号放大技术凭借核酸材料灵活的结构设计、低成本和易于制备等特点,在生物传感快速检测技术的开发上逐渐发展成为一项重要的分支,广泛应用于食品、环境和医药等新型检测方法开发。介绍了传统和新型核酸扩增技术、生物条形码和DNA walker等信号放大机理和应用,同时进一步综述核酸信号放大技术结合光学生物传感在食品污染物中检测的应用,如化学污染物、毒素类污染物、和重金属污染物等,并对核酸介导的信号放大技术在食品污染物检测中的问题和前景进行讨论。