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.     

基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器的制备

构建了基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管(AuNPs/PFA/MWCNTs)修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器.利用循环伏安技术在多壁碳管修饰的玻碳电极表面上聚合一层阿魏酸,在恒电位条件下,在阿魏酸表面沉积金纳米粒子,巯基DNA作为探针通过金硫键固定在金纳米粒子表面.电化学交流阻抗技术(EIS)与扫描电镜(SEM...     

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.     

基于金纳米颗粒信号放大效应电化学检测DNA聚合酶

基于金纳米颗粒(AuNPs)比表面积大、 尺寸小和能够承载大量DNA片段的特点, 建立了一种免标记、 简便、 快速检测DNA聚合酶Klenow fragment exo-(KF^-)的电化学方法. 首先将巯基化的DNA引物片段修饰在金电极上, 然后加入模板DNA链以及修饰有报告DNA链的金纳米颗粒(AuNPs-DNA), 模板DNA链能同时与DNA引物片段和修饰在AuNPs上的报告DNA链进行互补杂交形成"三明治"结构, 从而将AuNPs-DNA修饰在电极表面; 当加入电活性物质钌铵(RuHex)后, RuHex可通过静电吸附作用结合在DNA上. AuNPs上修饰的报告DNA链能够吸附大量RuHex, 导致电化学信号放大. 当加入脱氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)以及KF^-聚合酶后, 引物片段发生延伸反应, 将与模板DNA链杂交的AuNPs-DNA竞争下来, 带走大量的RuHex, 使电信号降低, 从而实现对聚合酶的检测. 实验结果表明, 利用该方法可以检测到5 U/mL的KF^-.     

基于DNA电化学发光传感器研究金纳米颗粒对量子点的电化学发光影响

纳米金颗粒具有高的消光系数和良好的表面等离子体共振特性, 其等离子体共振特性受纳米金颗粒的尺寸和周围环境等因素的影响. 本文基于半导体纳米晶电化学发光信号对金纳米颗粒的距离依赖性制备了DNA电化学发光传感器. 首先利用循环伏安法(CV)在玻碳电极(GCE)表面原位沉积金纳米颗粒(AuNPs), 巯基丙酸包裹的CdS量子点(QDs)与氨基修饰的双链DNA (dsDNA)通过酰胺键缩合, 形成量子点修饰的双链DNA(QDs-dsDNA). 最后将QDs-dsDNA 通过dsDNA 另一端的巯基组装到纳米金表面, 得到CdS QDs-DNA/AuNPs/GCE电化学发光传感器. 在优化电极表面QDs-dsDNA密度、金纳米颗粒沉积方法等实验条件的基础上, 对不同传感器的表面性质进行了表征, 如形貌和电化学阻抗等. 进一步通过控制纳米金和CdS QDs之间的DNA研究了纳米金对CdS QDs发光信号的影响作用. 结果显示DNA链的长度和类型对发光信号有着重要的影响. 最后将此传感器用于环境污染物的DNA损伤检测, 显示出很好的灵敏响应.     

高灵敏纳米金比色芯片检测乙型肝炎病毒DNA及其变异

构建了新型纳米金比色芯片,利用Taq DNA连接酶的连接特异性,将其与乙型肝炎病毒DNA( HBV-DNA)靶序列完全互补杂交的捕获探针(固定在芯片上)和纳米金修饰的探针连接成一条链,从而将纳米金颗粒固定到芯片点阵上,再通过银染反应放大,形成裸眼可见的显色信息.通过点阵的位置及灰度,即可判断HBV-DNA靶序列的单碱基突变,并得出相对定量信息.本实验对不同浓度的HBV-DNA靶序列进行了检测.结果显示:此技术对单碱基突变有很强的特异性识别能力,并且具有较高的灵敏度(约10 pmol/L),在10～100 pmol/L浓度范围内表现出较好的线性关系.该技术检测时间短(＜1 h)、操作简单、不需要特殊的检测设备,具有很好的临床应用前景.     

纳米金颗粒增强信号的电化学生物传感器用于谷胱甘肽和半胱氨酸的检测

构建了一种高灵敏检测谷胱甘肽(GSH)和半胱氨酸(Cys)的新型电化学生物传感器. 先将富含T碱基的DNA1和DNA2探针分别修饰在金电极和纳米金颗粒(AuNPs)上, 再加入Hg²⁺, 通过形成T-Hg²⁺-T结构使AuNPs结合到金电极表面. 当加入GSH(或Cys)后, GSH(或Cys)可以竞争结合T-Hg²⁺-T结构中的Hg²⁺, 使AuNPs离开电极表面. 由于AuNPs上修饰的DNA探针能够静电吸附大量电活性物质六氨合钌(RuHex), 因此该过程可引起计时电量信号的显著变化, 据此实现了GSH(或Cys)的高灵敏检测. 该传感器的检出限达10 pmol/L, 比荧光法或比色法降低了2~3个数量级. 实验结果表明, 该传感器具有较好的选择性.     

基于三维有序金掺杂纳米二氧化钛的DNA生物传感器研究

用模板法在氧化铟锡(ITO)电极上制备具有三维有序多孔结构的金掺杂纳米二氧化钛修饰电极(3DOM GTD/ITO),扫描电镜(SEM)结果表明,制备的修饰电极三维结构规整有序、孔径均一。将标记有二茂铁(Fc)的DNA探针修饰到3DOM GTD/ITO电极上构建了一种新的标记型DNA生物传感器,通过Fc在DNA探针杂交前后的电化学信号变化可识别目标靶序列。采用循环伏安(CV)、示差脉冲(DPV)和交流阻抗(EIS)等方法对DNA探针在电极表面的固定和杂交进行表征。实验结果表明,该DNA生物传感器可以成功地识别乳腺癌基因靶序列,Fc的氧化还原电流与靶序列浓度在8.0×10-7～1.0×10-5 mol/L范围内呈线性关系,线性相关系数为0.9908,检测限为5.2×10-7 mol/L。     

基于DNA四面体纳米结构探针的电化学生物传感器检测DNA甲基化

该文以DNA四面体纳米结构探针(TSP)为捕获探针,将辣根过氧化物酶标记的IgG抗体结合在纳米金颗粒表面(AuNPs-IgG-HRP)作为信号分子,构建了一种新型DNA甲基化电化学传感器。利用一步热变性法组装成TSP后,通过Au—S键固定在修饰纳米金颗粒的金电极表面,经过靶标DNA杂交、5-甲基胞嘧啶(5-mc)抗体及AuNPs-IgG-HRP结合后,用差分脉冲伏安法(DPV)进行检测。采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对修饰电极的构建过程进行电化学表征。探究了杂交时间、5-mc抗体浓度、IgG-HRP加入体积、氢醌(HQ)和过氧化氢(H2O2)浓度对传感器的影响。在最佳条件下,该传感器对甲基化DNA的线性响应范围为1.0×10-15~1.0×10-10 mol/L,检出限(S/N=3)为4.4×10-16 mol/L。该传感器具有良好的选择性和稳定性,为DNA甲基化检测提供了新方法。     

基于纳米金比色检测NOS1AP基因单碱基突变

基于单、双链DNA与纳米金颗粒间的不同静电作用, 建立了一种基于颜色反应检测NOS1AP基因单碱基突变的方法. 根据NOS1AP基因的单碱基多态位点设计检测探针、互补靶序列及带有单碱基突变序列寡核苷酸DNA. 室温下, 检测探针分别与互补序列、单碱基突变序列在缓冲液中进行杂交, 再分别加入纳米金溶液以及NaCl溶液. 用肉眼可以观察到纳米金溶液在两种不同杂交溶液中产生明显不同的颜色变化. 这种变化可通过紫外-可见分光光度计测定纳米金溶液的紫外吸收峰值的变化来证实. 实验结果表明, 纳米金溶液在一定浓度NaCl存在的条件下, 对互补双链NOS1AP DNA及单碱基突变NOS1AP DNA呈现出不同的颜色反应及紫外吸收光谱的改变. 此方法可望用于相关疾病的医学诊断及单碱基突变的检测.     

Construction of Deoxyribonucleic Acid Decorated Gold Nanostructures as Nanomedical Agents

Gold nanoparticles provide promising applications based on their versatile properties of electromagnetic scattering and absorption and the capability of photothermal transduction relying on their size and shape. Because of their high tolerance to the environment and their excellent biocompatibility, gold nanoparticles are the most recognized nanomaterial applied in biomedicine. Deoxyribonucleic acid (DNA) is a native biomaterial that stores genetic information in living organisms. Naturally, DNA can be combined with gold nanoparticles for a variety of biomedical purposes. For example, the reversible hydrogen bonding of the complementary double‐stranded structures has been employed to serve as a gate keeper for the control of drug release on demand. Besides, the complementary hybridization behavior has given the specific recognition in nucleic acid for sensing feature. Accordingly, this mini‐review describes how DNA–gold nanoconjugates have been formulated and aimed for drug release and sensing analysis as well as the hybrids of aptamer–gold analogy for biomedical studies. These nanoconjugates show the potential for preclinical and clinical treatments.     

血清对细胞摄取DNA四面体纳米结构行为的影响

研究了细胞培养基中的胎牛血清(FBS)对DNA四面体(Tetrahedral DNA nanostructure,TDNs)进入HeLa细胞的速度和内吞途径的影响.采用自组装技术得到荧光标记的TDNs结构,利用HPLC技术分离得到纯度>95%的TDNs单体,分别采用流式细胞术和共聚焦显微成像等技术比较了在有无血清的情况下,细胞摄取量随时间的变化以及FBS对TDNs摄取途径的影响.实验结果表明,TDNs在培养基和细胞裂解液环境中可以稳定存在12 h以上,培养基中的FBS能够提高HeLa细胞对四面体的摄取量, 但并未改变TDNs进入HeLa细胞的内吞途径.本研究揭示了环境中蛋白质等生物分子对于DNA四面体结构与细胞界面相互作用的影响,为基于DNA纳米材料的细胞学纳米载体的设计和优化提供了新思路.     

脱氧核糖核酸甲基化分析方法在肿瘤诊断和治疗中的应用

脱氧核糖核酸( DNA)甲基化是表观遗传改变的主要作用方式,在基因表达调控、基因组印迹、胚胎发育、维持正常细胞功能等过程中起着极其重要的作用;异常甲基化可以导致肿瘤的发生、发展.因此,探讨甲基化形成与改变的可能机制,建立准确性好、灵敏度高、操作简单的DNA甲基化分析方法,可为某些肿瘤的早期诊断提供重要依据.本文综述了D...     

Fluorescence quenching of graphene oxide combined with the site-specific cleavage of restriction endonuclease for deoxyribonucleic acid demethylase activity assay

We report on the development of a sensitive and selective deoxyribonucleic acid (DNA) demethylase (using MBD2 as an example) activity assay by coupling the fluorescence quenching of graphene oxide (GO) with the site-specific cleavage of HpaII endonuclease to improve the selectivity. This approach was developed by designing a single-stranded probe (P1) that carries a binding region to facilitate the interaction with GO, which induces fluorescence quenching of the labeled fluorophore (FAM, 6-carboxyfluorescein), and a sensing region, which contains a hemi-methylated site of 5′-CmCGG-3′, to specifically recognize the target (T1, a 32-mer DNA from the promoter region of p53 gene) and hybridize with it to form a P1/T1 duplex. After demethylation with MBD2, the duplex can be specifically cleaved using HpaII, which releases the labeled FAM from the GO surface and results in the recovery of fluorescence. However, this cleavage is blocked by the hemi-methylation of this site. Thus, the magnitude of the recovered fluorescence signal is related to the MBD2 activity, which establishes the basis of the DNA demethylase activity assay. This assay can determine as low as ∼(0.05 ± 0.01) ng mL⁻¹ (at a signal/noise of 3) of MBD2 with a linear range of 0.2–300 ng mL⁻¹ and recognize MBD2 from other possibly coexisting proteins and cancer cell extracts. The advantage of this assay is its ability to avoid false signals and no requirement of bisulfite conversion, PCR amplification, radioisotope labeling, or separation.     

中性红分光光度法测定脱氧核糖核酸

研究了有机染料中性红与脱氧核糖核酸(DNA)的结合反应, 选择了实验的最佳条件: pH 5.0 的B-R缓冲溶液2.5 mL, 1.0×10-3 mol/L中性红溶液0.6 mL, 反应20 min后体系的吸光度很稳定, 在λ=530 nm处有最大吸收峰, 并且随着DNA的加入, 中性红的吸收峰显著下降. 因此以中性红为标记物, 根据其在波长530 nm处吸收峰下降的程度, 可用于定量测定DNA. 测量DNA的线性范围为0～10 μg/mL, 相关系数为0.998, 该方法具有较高的灵敏度和选择性, 已用于合成试样分析.     

特定序列脱氧核糖核酸电化学生物传感器进展

对当今电分析化学中的研究热点之一－脱氧核糖核酸（DNA）的电化学生物传感技术的最新进展进行了综述,评述了其发展前景。     

脱氧核糖核酸荧光探针的研究进展

综述了不同种类的荧光探针与ＤＮＡ的结合方式及其在ＤＮＡ定量分析等方面的应用,并对荧光探针的研究前景进行了展望。     

脱氧核糖核酸变性和损伤的吸附伏安法研究

本文用汞电极（ＨＭＤＥ）二次导数阴极吸附伏安（ＳＤ－ＡｄＣＳＶ）和碳电极（ＧＣＥ、ＣＰＥ）导数循环伏安（ＦＤ－ＣＶ）法研究了核酸受热、紫外线、超声波和丝裂霉素Ｃ（ＭＭＣ）作用下的变性作用。在０．１ｍｏｌ／Ｌ（Ｋ２ＨＰＯ４＋ＫＨ２ＰＯ４）－０．１ｍｏｌ．Ｌ ＮａＣｌ（ｐＨ７．０）底液中，吸附的单股（ｓｓ－）和双螺旋（ｄｓ－）ＤＮＡ分别在ＨＭＤＥ上得到特征还原峰Ｐ３和Ｐ２，和在碳电极上得到氧化峰Ａ。物     

硫酸喹啉荧光猝灭法测定脱氧核糖核酸

基于DNA在pH2～4的范围内对硫酸喹啉的荧光具有较强的猝灭作用，建立了一种测定DNA的新方法。当DNA的浓度为10～700μg／L时，荧光猝灭程度与DNA浓度呈线性关系，其线性回归方程为：△IF=1．52118 0．11038G(μg／L)；相关系数r=0．9985；检出限为5．9μg／L。本方法用于大肠杆菌提取的质粒DNA的测定，获得满意结果。