熒光可逆調(diào)控研究CdTe量子點_吖啶橙_小牛胸腺DNA的相互作用及分析應(yīng)用_圖文

1、2011年第 69卷 化 學(xué) 學(xué) 報 V ol. 69, 2011第 23期 , 28432850 ACTA CHIMICA SINICA No. 23, 28432850 Received June 3, 2011; revised July 19, 2011; accepted August 15, 2011.國家自然科學(xué)基金 (No. 20875078資助項目 .2844化 學(xué) 學(xué) 報 V ol. 69, 2011量子點 (quantum dots, QDs又稱半導(dǎo)體納米晶 , 通 常是由 II VI 族或 III V 族原子構(gòu)成的粒徑尺寸在 2 6 nm之間的納米顆粒 , 具有獨特的物

2、理和化學(xué)性質(zhì) . 近 幾十年來 , 量子點以其抗光漂白能力強、激發(fā)光譜分布 連續(xù)、熒光發(fā)射光譜窄且峰形對稱 1、熒光發(fā)射波長隨 尺寸變化可調(diào)等一系列獨特的光學(xué)性質(zhì)而得到廣泛應(yīng) 用 . 量子點的光學(xué)性質(zhì)與其表面狀態(tài)密切相關(guān) , 分析物 與量子點表面的物理或化學(xué)過程都會影響量子點的表 面狀態(tài) , 從而引起量子點熒光強度的改變 2. 因此基于 分析物對量子點熒光的猝滅或增強作用 , 可以對某些物 質(zhì)進(jìn)行定性或定量分析 .染料分子對量子點表面的修飾可以改變量子點的 光物理和光催化性質(zhì) , 從而得到具有新的光物理和光催 化特性的有機-無機雜化納米材料 , 使其用于光電裝置 及生物監(jiān)測器 35. 但這種有

3、機-無機雜化納米材料的 構(gòu)筑需要在分子水平上研究光活性分子與納米顆粒表 面的相互作用 . 所以研究這類熒光染料與量子點的相互 作用具有一定的意義 . 吖啶橙 (AO是一種三環(huán)芳香類 陽離子型的堿性熒光染料 , 常用于細(xì)胞內(nèi) DNA 的定量 測定及活細(xì)胞染色 6. 我們在分子水平上研究了 AO 與 量子點的相互作用 .DNA 是生物遺傳信息的載體 , DNA與小分子相互 作用的研究對于闡明小分子對核酸的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的影 響、 DNA 靶標(biāo)藥物與 DNA 相互作用機制以及疾病的起 源具有重要意義 , 為尋找抗腫瘤和抗病毒藥物研究提供 了理論和物質(zhì)基礎(chǔ) 7.8. AO是非常重要的核酸探針 , 己 經(jīng)廣

4、泛用于研究 DNA 的動力學(xué)和光物理過程 9,10. 已有利用熒光法研究熒光物質(zhì)與 DNA 作用的相關(guān) 報道 11,12, 但因其熒光強度不夠 , 所以檢測不夠靈敏 . 量子點具有良好的熒光特性 , 利用量子點的熒光性能 , 研究它與金屬離子 13、 蛋白質(zhì) 14、 藥物分子 15作用的報 道很多 , 但由于量子點與 DNA 分子之間的作用力很弱 , 以量子點為熒光探針測定 DNA 的報道很少 16, 且檢出 限高 , 不靈敏 . 最近 , 人們開始設(shè)計三元體系 , 利用中 間體作為量子點的熒光開關(guān) , 間接測定 DNA 17. 本工 作基于 AO 與 DNA 的特異性結(jié)合 , 以 CdTe

5、量子點為熒 光探針 , 利用 GSH-CdTe QDs熒光的可逆調(diào)控 , 簡捷、 快速、 靈敏的檢測 ctDNA, 并結(jié)合 RRS 光譜、 吸收光譜 和原子力顯微鏡照片 , 研究了 GSH-CdTe QDs和 AO 之 間以及 AO 和 ctDNA 之間的相互作用并深入討論了它 們之間的相互作用機理 , 為研究量子點與染料分子之間 以及 AO 與核酸之間的相互作用提供了基礎(chǔ)信息 . 1 實驗部分1.1 儀器與試劑Hitachi F-2500 熒光分光光度計 (Hitachi Company, Japan 用來記錄熒光光譜 (激發(fā)光為 320 nm, 激發(fā)和發(fā) 射狹縫為 10 nm, 共振瑞利散

6、射光譜 (激發(fā)和發(fā)射狹縫 為 5 nm. UV-2450 紫外吸收分光光度計用來記錄紫外 吸收光譜 . 原子力顯微鏡 (美國 vecco 公司 , 輕敲模式 , 針尖 : TESP7 Vecco用來表征量子點的形貌和大小 . pHSJ-3F pH 計調(diào)節(jié)溶液的 pH 值 .CdCl 22.5H 2O (AR, 上海化學(xué)試劑公司 , 上海 ; 碲 粉 (AR, 中國醫(yī)藥化學(xué)試劑公司 , 上海 ; 谷胱甘肽和吖 啶橙 (AR, 阿拉丁試劑公司 , 上海 ; 硼氫化鈉 (AR, 天津 環(huán)威精細(xì)化工有限公司 , 天津 ; Tris-HCl緩沖溶液 : 0.1 mol/L三羥甲基氨基甲烷 (Tris溶液

7、和 0.1 mol/L 鹽酸溶 液按一定比例混合 , 配成不同 pH 值的緩沖溶液 , 并用 酸度計確定其 pH 值 . 其它所用試劑均為分析純 , 實驗 用水為超純水 (18.2 M.1.2 GSH-CdTe QDs 的合成在 50 mL三頸燒瓶中 , 以 N 2為保護(hù)氣 , 磁力攪拌下 將 0.0383 g Te粉溶于 10 mL蒸餾水中 , 并向其中緩慢加 入過量 NaBH 4, 一段時間后 , 黑色 Te 粉消失 , 反應(yīng)產(chǎn)物 變成澄清透明溶液 . 制得 NaHTe 溶液 , 備用 .在加有 0.1028 g CdCl22.5H 2O 的 250 mL三頸瓶中 , 加入 150 mL蒸

8、餾水 , 在 N 2保護(hù)且磁力攪拌下 , 加入 0.1844 g的谷胱甘肽 , 用 1 molL -1的 NaOH 溶液調(diào)節(jié) pH 為 10.5. 然后在適當(dāng)攪拌速度下向制得的 NaHTe 溶 液中注入過量的 0.05 molL -1的 H 2SO 4, 并將生成的 H 2Te 氣體用 N 2載入到 CdCl 2溶液中 . 回流反應(yīng) 1 h后得 到橘紅色液體 , 即得 GSH-CdTe QDs溶液 18.1.3 測定方法依次移取 1.0 mL以上制備的 GSH-CdTe QDs, 1.0 mL pH=7.4 的 Tris-HCl, 適量濃度的 AO 溶液到 10 mL比色管中 , 然后加水稀釋

9、到刻度 , 搖勻 , 反應(yīng) 5 min后測 定體系的熒光、 RRS 和吸收光譜 .No. 23 龔會平等:熒光可逆調(diào)控研究 CdTe 量子點-吖啶橙-小牛胸腺 DNA 的相互作用及分析應(yīng)用 28452 結(jié)果與討論2.1 GSH-CdTe QDs 的形貌、粒徑圖 1 是 GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA相互作用的原 子力顯微鏡照片 . a-2d, a-3d分別是 GSH-CdTe QDs原子 力顯微鏡二維和三維的圖 , b-2d, b-3d分別是 GSH-CdTe QDs 與 AO 相互作用的原子力顯微鏡二維和三維圖 , c-2d, c-3d是 GSH-CdTe QDs-AO-ctDN

10、A三者相互作用 的原子力顯微鏡二維和三維圖 . 從圖 a 中可以看出 , 合 成的 GSH-CdTe QDs顆粒均勻且分散性好 , 平均粒徑約 為 3 nm. 從圖 b 中可以看出 , GSH-CdTe QDs-AO體系形 成 顆 粒 的 平 均 粒 徑 約 為 29 nm, 遠(yuǎn) 大 于 圖 a 中 的 GSH-CdTe QDs的平均顆粒直徑 . 主要原因可能是 GSH-CdTe QDs與 AO 通過靜電引力發(fā)生了聚集并形成 了疏水性的表面 , 這樣 , 結(jié)合產(chǎn)物在溶液中形成較大的 顆粒并具有良好的分散性 . 根據(jù)圖 c 我們可以看出 , 隨 著 ctDNA 的加入 , 相比于圖 b 中 GS

11、H-CdTe QDs與 AO 相互作用的聚集顆粒 , GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA體系 的顆粒明顯減小 , 平均粒徑約為 3 nm. 因此從顆粒大小 變化可以得出 , 當(dāng) GSH-CdTe QDs與 AO 相互作用時 , 發(fā)生聚集作用 , 然而當(dāng) ctDNA 加入后 , GSH-CdTe QDs- AO-ctDNA 體系的顆粒變小 . 由此推測可能是 ctDNA 加 入后 , AO從 GSH-CdTe QDs表面脫落 , AO與 ctDNA 發(fā) 生了結(jié)合 , 并且這種結(jié)合并沒有導(dǎo)致顆粒的變大 . 2.2 GSH-CdTe QDs-AO 體系的光譜圖 2為 AO 猝滅 GSH-Cd

12、Te QDs熒光的光譜圖 , 其 中曲線 1為 GSH-CdTe QDs的熒光光譜 , 曲線 29為 加入 AO 后 , GSH-CdTe QDs-AO體系的熒光光譜 , 從圖圖 1 原子力顯微鏡照片F(xiàn)igure 1Image of atomic force microscopya-2d, a-3d:GSH-CdTe QDs; b-2d, b-3d:GSH-CdTe QDs-AO; c-2d, c-3d:GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA. C (GSH-CdTe QDs: 2.010-4 molL -1; C (AO: 16 gmL -1; C (ctDNA: 60 gmL -128

13、46化 學(xué) 學(xué) 報 V ol. 69, 2011 中可以看出 , 隨著 AO 濃度的不斷增大 , GSH-CdTe QDs的熒光發(fā)生線性猝滅 . 熒光猝滅過程可以分為兩種 : 動 態(tài)猝滅和靜態(tài)猝滅 . 為了確定 AO 對 CdTe QDs 的猝滅 機 理 , 先 假 設(shè) 該 猝 滅 方 式 為 動 態(tài) 猝 滅 , 使 用 Stern-Volmer 方程 19對猝滅數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 .1Qsv F k F+ 其中 F 0和 F 分別表示 AO 加入前后 GSH-CdTe QDs的 熒光強度 , k sv 是 Stern-Volmer 動態(tài)猝滅常數(shù) , Q是猝滅 劑 AO 的濃度 . 根據(jù) Eq. 1

14、, 在兩個不同溫度下 , 以 F 0/F 對 AO 濃度 Q作圖 (圖 3, 由曲線分別得出 AO 對 GSH-CdTe QDs熒光猝滅的方程 , 見表 1. 由表 1知 , 隨 著溫度的升高 , GSH-CdTe-AO體系的 k sv 降低 , 這表明 AO 對 GSH-CdTe QDs熒光的猝滅不屬于分子間的碰撞 引起的動態(tài)猝滅 , 而可能是由于與 GSH-CdTe QDs 結(jié) 合形成了新的復(fù)合物而引起的靜態(tài)猝滅.圖 2 GSH -CdTe QDs-AO體系的熒光光譜Figure 2 The FL spectra of GSH-CdTe QDs-AO systemC (AO (19: 0,

15、 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 gmL -1; C (GSH-CdTe QDs: 2.010-4 molL -1.圖 3 兩種不同溫度下 GSH-CdTe QDs-AO體系的 Stern- Volmer 方程Figure 3 Stern-Volmer plots for GSH-CdTe QDs-AO system at two different temperatures表 1 GSH-CdTe QDs-AO體系的 Stern-Volmer 方程Table 1 The Stern-Volmer equation of GSH-CdTe QDs-AO system 反應(yīng)

16、體系溫度 /KStern-Volmer 方程 相關(guān)系數(shù) GSH-CdTe QDs-AO 278 F 0/F =0.78+1.20105Q0.9992GSH-CdTe QDs-AO 308F 0/F =0.72+0.94105Q0.9994吸收光譜是一種用于研究分子之間相互作用和結(jié) 構(gòu) 變 化 的 簡 單 方 法 . 實 驗 采 用 吸 收 光 譜 研 究 了 GSH-CdTe QDs與 AO 的相互作用 . 如圖 4所示 , 曲線 1是 GSH-CdTe QDs的吸收光譜 , 曲線 2為反應(yīng)前 AO 的 吸收光譜 . 以量子點為參比 , 測得 GSH-CdTe QDs-AO體系的吸收光譜如曲線

17、 3. 比較曲線 2和 3可以明顯看 出 , 當(dāng) AO 與 GSH-CdTe QDs相互作用以后 , AO的吸收 發(fā)生明顯的褪色效應(yīng) . 同時 AO 在 489 nm 的特征吸收 帶藍(lán)移到 460 nm, 可以推斷 GSH-CdTe QDs與 AO 之間 有強烈的相互作用.圖 4 GSH-CdTe QDs-AO體系的吸收光譜Figure 4 Absorption spectra of GSH-CdTe QDs-AO system(1 GSH-CdTe QDs; (2 AO; (3 AO (the reference solution was QDs. C (GSH-CdTe QDs: 2.01

18、0-4 molL -1. C (AO: 10 gmL -1.為了進(jìn)一步研究 AO 和 GSH-CdTe QDs的相互作用 方式 , 我們研究了 GSH-CdTe QDs與 AO 相互作用的 RRS 光譜 . 實驗測得 AO 的 RRS 很弱 , 由 RRS 光譜 (圖 5 可以看出 , GSH-CdTe QDs的 RRS 也很弱 , AO加入到 GSH-CdTe QDs中 , 體系的 RRS 顯著增強.且隨著 AO 濃度的逐漸增大 , GSH-CdTe QDs-AO的 RRS 呈線性增強 . 同時研究了離子強度對 GSH-CdTe QDs-AO體系的 影 響 (圖 6, 結(jié) 果 表 明 , 隨

19、 著 NaCl 濃 度 的 增 加 , GSH-CdTe QDs-AO體系的 RRS 減弱同時熒光增強 , 由 此我們可以得出 , AO與 GSH-CdTe QDs之間通過靜電 引力發(fā)生聚集 20, 聚集后復(fù)合物體積增大且疏水作用No. 23龔會平等:熒光可逆調(diào)控研究 CdTe 量子點-吖啶橙-小牛胸腺 DNA 的相互作用及分析應(yīng)用2847 增強 , 導(dǎo)致 RRS 顯著增強 . 在實驗條件下 , GSH-CdTe QDs(谷胱甘肽 pI =5.93 帶有大量的負(fù)電荷 , 在 pH =7.4的 Tris-HCl 緩沖溶液中 , AO環(huán)上的氮原子容易被質(zhì)子 化而形成帶正電的分子 21(圖 7, 從

20、而通過靜電引力作 用與 GSH-CdTe QDs發(fā)生聚集.圖 5 GSH -CdTe QDs-AO體系的 RRS 光譜 (插圖為散射強度 隨 AO 加入濃度變化的線性圖 Figure 5 RRS spectra of GSH-CdTe QDs-AO system (inset is linear graph scattering intensity vs. concentration of AO addedC (GSH-CdTe QDs: 2.010-4 molL -1. C (AO (19: 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12,14, 16 gmL -1圖 6 離子強度對 GSH-C

21、dTe QDs-AO體系的影響Figure 6 Effects of ionic intensity on the GSH-CdTe QDs-AOsystem圖 7 質(zhì)子化的吖啶橙的分子結(jié)構(gòu)Figure 7 Protonated molecular structure of acridine orange采用等摩爾連續(xù)變化法測定了 GSH-CdTe QDs-AO形成的復(fù)合物的結(jié)合比 . 將 GSH-CdTe QDs和 AO 濃度 都稀釋至 2.010-4molL -1, 用等摩爾連續(xù)變化法測定時二者的總體積設(shè)為 5.0 mL, 將 GSH-CdTe QDs和 AO 溶液混合后用水稀釋至 10.

22、0 mL的比色管中 , 搖勻 , 測 定 . 結(jié)果見圖 8, 從圖 8可以看出 , GSH-CdTe QDs與 AO 的結(jié)合比為 41.圖 8 GSH-CdTe QDs與 AO 的結(jié)合比圖譜Figure 8 Composition ratio of AO with GSH-CdTe QDs根據(jù) GSH-CdTe QDs-AO體系的以上光譜 , 我們得 出 , GSH-CdTe QDs與 AO 之間以靜電引力方式結(jié)合 , 形 成基態(tài)復(fù)合物猝滅 GSH-CdTe QDs的熒光 , 猝滅方式為 靜態(tài)猝滅 .2.3 ctDNA對 GSH-CdTe QDs-AO熒光的恢復(fù)根據(jù)熒光靜態(tài)猝滅機理 , 猝滅劑

23、通過靜電引力吸附 在量子點表面 , 形成基態(tài)復(fù)合物 , 導(dǎo)致量子點熒光猝滅 . 如果在 GSH-CdTe QDs-AO體系中加入能夠與猝滅劑相 互作用的物質(zhì) , 從而使猝滅劑能夠從量子點表面脫落 , 那么量子點的熒光就可以得到恢復(fù) . 根據(jù)實驗 , 當(dāng)向 GSH-CdTe QDs溶液中加入 15.3 gmL -1的 AO 時 , GSH-CdTe QDs的熒光被顯著猝滅 , 然后向 GSH-CdTe QDs-AO 體系中逐漸加入 ctDNA 時 , 被 AO 猝滅的 GSH-CdTe QDs的熒光呈線性恢復(fù) , 當(dāng)加入 ctDNA 的濃度達(dá)到 60 gmL -1時 , GSH-CdTe QDs

24、的熒光完全恢復(fù) (圖 9.為了研究 ctDNA 對 GSH-CdTe QDs-AO體系熒光的 恢復(fù) , 實驗研究了 ctDNA 對 GSH-CdTe QDs的熒光影 響 . 實驗結(jié)果表明 , 當(dāng)向 GSH-CdTe QDs溶液中加入 0, 25, 60 gmL -1 ctDNA后 , GSH-CdTe QDs的熒光幾乎沒有變化 . 所以 ctDNA 對 GSH-CdTe QDs的熒光沒有影 響 . 也就是說 , 當(dāng)向 GSH-CdTe QDs-AO體系中加入 ctDNA 后 , GSH-CdTe QDs的熒光恢復(fù)可能是由于 ctDNA 與 AO 相互作用導(dǎo)致的 , 而不是由于 ctDNA 與

25、GSH-CdTe QDs的相互作用引起的 .圖 10為 ctDNA 對 GSH-CdTe QDs-AO體系 RRS 影 響的光譜 , 曲線 1為 GSH-CdTe QDs的 RRS 光譜 , 曲線 2為 GSH-CdTe QDs-AO體系的 RRS 光譜 , 曲線 392848 化 學(xué) 學(xué) 報 Vol. 69, 2011 中加入 ctDNA 后, 質(zhì)子化的氮原子可以與 ctDNA 內(nèi)部帶 負(fù)電的磷酸基團通過靜電引力相互作用, 所以可以推測 AO 與 ctDNA 之間的結(jié)合可能是嵌入結(jié)合, AO 嵌入到 ctDNA 雙鏈結(jié)構(gòu)以后, GSH-CdTe QDs-AO 體系被解離, 使得 GSH-Cd

26、Te QDs-AO-ctDNA 體系的顆粒減小(圖 1c. 反映在 RRS 圖譜上就是隨著 ctDNA 的加入, GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA 體系的 RRS 強度減弱(圖 10. 為了進(jìn)一步證明 ctDNA 與 AO 的結(jié)合方式為嵌入 式結(jié)合, 實驗研究了 ctDNA 與 AO 相互作用的吸收光譜 (圖 11, 從圖中可以看出, 當(dāng) AO 與 ctDNA 相互作用后, 圖9 ctDNA-GSH-CdTe QDs-AO 體系的熒光光譜(插圖為散 AO 在 500 nm 的特征吸收峰, 摩爾吸光系數(shù)從 1.496 Lg1cm1 減小到 1.098 Lg1cm1, 發(fā)生了明顯的 褪色

27、效應(yīng). 這種褪色效應(yīng)可能是因為 ctDNA 雙鏈結(jié)構(gòu) 對 AO 吸光度有屏蔽效應(yīng)24, 因此可以斷定, ctDNA 與 AO 的結(jié)合方式為嵌入式結(jié)合. ctDNA 與 AO 的嵌入結(jié)合 阻礙了 GSH-CdTe QDs-AO 之間靜電引力結(jié)合, 所以 GSH-CdTe QDs 的熒光隨著 ctDNA 的加入逐漸恢復(fù). 射強度隨 ctDNA 加入濃度變化的線性圖 Figure 9 FL spectra of GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA system (inset is linear graph scattering intensity vs. concentration of c

28、tDNA added 1: GSH-CdTe QDs, 213: GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA. C(GSH-CdTe QDs: 2.010 4 molL 1. C(AO: 15.3 gmL 1. C(ctDNA: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 1 35, 40, 45, 50, 55, 60 gmL 圖 10 ctDNA-GSH-CdTe QDs-AO 體系的 RRS 光譜 Figure 10 RRS spectra of GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA system 1: GSH-CdTe QDs; 29: GSH-CdTe QDs-AO-c

29、tDNA. C(QDs: 2.010 1 1 4 圖 11 AO 和 AO-ctDNA 的吸收光譜 Figure 11 Absorption spectra of AO and AO with ctDNA (1 AO; (2 AOctDNA (the reference solution was ctDNA. C(AO: 10 gmL 1. C(ctDNA: 25 gmL 1 molL . C(AO: 15.3 gmL . C(ctDNA: 0, 7.5, 15, 22.5, 30, 37.5, 45, 52.5, 60 gmL 1 綜合 AO 對 GSH-CdTe QDs 的熒光猝滅和 ct

30、DNA 對 GSH-CdTe Qds-AO 體 系 熒 光 的 恢 復(fù) , 可 以 得 出 GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA 相互作用的結(jié)合模型如圖 12. 當(dāng) GSH-CdTe QDs 與 AO 相互作用時, 二者通過靜 電引力結(jié)合, 形成基態(tài)復(fù)合物, 量子點的熒光猝滅. 然 后在 GSH-CdTe QDs-AO 體系中加入 ctDNA, 由于 AO 與 ctDNA 的嵌入結(jié)合, 使 AO 從 GSH-CdTe QDs 表面 脫落, 從而使 GSH-CdTe QDs 的熒光恢復(fù). 為加入 ctDNA 后 GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA 體系的 RRS 光譜, 從圖 10

31、 可以看出, 隨著 ctDNA 的逐漸加入, GSH-CdTe QDs-AO 體系的 RRS 強度成線性降低. 這說 明 GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA 沒有生成更大的聚合物. 小分子與 DNA 的結(jié)合方式一般有三種: 外部靜電引力 結(jié)合、溝槽結(jié)合、嵌入結(jié)合, 而簡單的外部靜電引力或 溝 槽 結(jié) 合 , 都 會 導(dǎo) 致 整 個 體 系 的 RRS 光 譜 強 度 增 強22,23, 所以根據(jù)實驗中 RRS 強度的變化可以推出, AO 可能是從 CdTe QDs 的表面脫落, 與 ctDNA 發(fā)生了更加 緊密的結(jié)合即嵌入結(jié)合. 在實驗條件下, AO 帶有正電荷, 即 AO 雜環(huán)上的氮

32、 原子容易被質(zhì)子化(圖 7, 當(dāng)向 GSH-CdTe QDs-AO 體系 3 反應(yīng)條件的優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)曲線 3.1 熒光法測定 ctDNA 反應(yīng)條件的優(yōu)化 實驗選擇 Tric-HCl 作為緩沖介質(zhì), 分別優(yōu)化了不同 pH 和不同體積的緩沖溶液對體系熒光強度的影響, 結(jié) No. 23 龔會平等：熒光可逆調(diào)控研究 CdTe 量子點-吖啶橙-小牛胸腺 DNA 的相互作用及分析應(yīng)用 2849 圖 12 GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA 體系相互作用模式 Figure 12 The mode of interaction process of GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA 果表明 p

33、H 在 7.18.9 范圍內(nèi), 緩沖溶液加入量在 0.6 1.8 mL, GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA 體系熒光強度的變 化都較小, 所以選擇 1.0 mL pH7.4 的 Tric-HCl 溶液作 為緩沖溶液. 實驗還優(yōu)化了反應(yīng)時間對體系熒光強度的 影響, 結(jié)果表明室溫下體系在 5 min 后反應(yīng)完全, 并且 在 24 h 內(nèi) I 值基本不變, 故實驗選在 5 min 后測定. 3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線 在最佳實驗條件下, GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA 體 系熒光強度的變化與加入 ctDNA 的濃度成良好的線性 關(guān)系, 以 IFL 對相應(yīng)的 ctDNA 濃度作圖, 得到標(biāo)

34、準(zhǔn)曲線 的線性方程為 IRRS153.8233.4C, 從標(biāo)準(zhǔn)曲線得 到的線性范圍為 0.4360000 ngmL1、相關(guān)系數(shù) r 為 0.9990、檢出限為 0.13 ngmL . 1 表 2 共存物質(zhì)的影響C(ctDNA: 5 gmL1 Table 2 Effect of coexisting substances C(ctDNA: 5 gmL 1 共存物質(zhì) Na 濃度/(gmL 1 相對誤差/% 1.2 2.8 3.3 2.2 3.2 1.9 0.9 2.8 1.2 4.4 3 3.2 2.8 1.5 4.3 4.5 1.1 4.7 0.6 1.0 2.8 2.6 4.6 2.7 3.8

35、 1.7 500 500 40 2* 0.2 * K Mg2 Fe3 Cu 2 Zn2 SO 2 4 PO3 4 2* 500 200 500 328 453 368 263 373 413 150 150 150 500 500 50 250 25 100 100 500 Cl L-異亮氨酸 L-酪氨酸 L-谷氨酸 L-絲氨酸 谷氨酰胺 L-苯丙氨酸 胸腺嘧啶 腺嘌呤 鳥嘌呤 葡萄糖 麥芽糖 胃蛋白酶 硫酸魚精蛋白 白蛋白 牛血清白蛋白 人血清白蛋白 尿素 4 方法的選擇性及分析應(yīng)用 4.1 方法的選擇性 實驗了常見金屬離子、無機酸根、氨基酸、糖類、 蛋白質(zhì)等物質(zhì)對熒光法測定 ctDNA 的

36、影響, 結(jié)果列于 表 2. 從表 2 中可以看出, 當(dāng) ctDNA 濃度為 5 gmL , 相對誤差0.5%時 , K , Na , Mg , 1 2 SO 2 4 , PO3 4 Cl , 氨基酸、核酸堿基、糖類、尿素、蛋白質(zhì)等幾乎不 影響 ctDNA 的測定, 但是 Fe , Cu , Zn 等重金屬離子 本身能猝滅量子點的熒光, 所以對體系的干擾較大, 在 測定時可加入掩蔽劑將其掩蔽. 因此, 方法具有良好的 選擇性, 可用于痕量 ctDNA 的測定. 4.2 合成樣品的測定 本實驗方法用于合成樣品的分析, 回收率在 99.4%102.0%之間, 獲得了滿意的結(jié)果(表 3. 3 2 2

37、ctDNA 的相互作用. 研究結(jié)果表明, AO 通過靜電引力 吸附在 GSH-CdTe QDs 表面, 形成基態(tài)復(fù)合物, 導(dǎo)致 GSH-CdTe QDs 熒光猝滅; ctDNA 的加入, 誘導(dǎo) AO 從 GSH-CdTe QDs 表面脫落, 然后嵌入 ctDNA 雙螺旋結(jié) 構(gòu)中, 導(dǎo)致 GSH-CdTe QDs 的熒光恢復(fù). 通過 AO 和 ctDNA 的加入實現(xiàn)了 GSH-CdTe QDs 的熒光可逆調(diào)控. 也為研究量子點與染料的相互作用, 以及 AO 與 DNA 的相互作用提供了一種簡單的分子光譜方法. 且 5 結(jié)論 實驗合成了水溶性的 GSH-CdTe QDs, 并利用原子 力顯微鏡對

38、GSH-CdTe QDs 的形貌進(jìn)行了表征. 通過熒 光、 RRS 和吸收光譜法研究了 GSH-CdTe QDs-AO- 2850 化 學(xué) 學(xué) 報 表 3 合成樣品的檢測結(jié)果 Table 3 Determination result of synthetic samples Vol. 69, 2011 樣品組 1 2 3 加入量/(gmL1 5 5 5 + 1 1 外來離子 Na , L-Glu, BSA K , HAS, 鳥嘌呤 L-Ser, 葡萄糖, 1 1 平均值/(gmL1 5.016 5.1002 4.9712 1 1 RSD/% (n5 0.9 2.6 0.6 1 回收率/% (n

39、5 100.3 102.0 99.4 SO 2 4 Concentrations: C(Na 10 gmL , C(L-Glu10 gmL , C(BSA10 gmL , C(K 10 gmL , C(HAS10 gmL , C(鳥嘌呤5 gmL 1, C(L-Ser10 gmL , C(葡萄糖10 gmL . GSH-CdTe QDs-AO 體系及 GSH-CdTe QDs-AO-ctDNA 體系的熒光強度和散射強度的變化都呈良好的線性關(guān) 系, 這也為 AO 和 ctDNA 的測定提供了可能. 實驗根據(jù) ctDNA 引起 GSH-CdTe QDs-AO 體系熒光恢復(fù)強度與 ctDNA 濃度成

40、良好的線性關(guān)系, 提出了簡便快捷、 準(zhǔn)確、 高靈敏測定 ctDNA 的新方法, 用于合成樣的分析, 回收 率為 99.4%102.0%, 結(jié)果令人滿意. 11 12 References 1 Wang, Y.-L.; Lu, J.-P.; Tong, Z.-F.; Chen, L. Acta Chim. Sinica 2009, 67, 19 (in Chinese. ( 王益林 , 陸建平 , 童張法 , 陳璐 , 化學(xué)學(xué)報 , 2009, 67, 19. Moore, D.-E.; Patel, K. Langmuir 2001, 17, 2541. Landes, C.; Burda,

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