Exo Ⅲ作为一种十分重要的工具酶,在生物制药、生物工程、生化传感等方面都有其重要的用途[6-7]。传统的检测Exo Ⅲ的方法有:高效液相色谱法(HPLC)、酶联免疫分析法(ELISA)、放射性同位素标记法等[8-12],这些传统的方法虽然促进了ExoⅢ的检测及分析,但是仍存在试剂昂贵、用时较长、操作复杂以及同位素标记等缺点。所以,发展新型、快速、低成本的Exo Ⅲ的检测方法一直是人们研究的热点。
近年来,贵金属原子纳米颗粒由于其强而稳定的荧光发射,可用于体外生物化学传感和体内成像,再加上其具有简单、灵敏和较低成本的优点,引起了人们强烈的研究热潮和广泛的关注[13-16]。例如,金纳米颗粒[17,18]和铂纳米簇[19,20]被用于蛋白质的荧光检测及癌细胞的生物成像。凭借其独特的纳米结构,出色的可设计性质,以及与一些贵金属离子的强的结合力,DNA已吸引了研究者的研究兴趣,并已筛选出通过以DNA为模板化学还原该DNA从而合成金属纳米颗粒。这些以DNA为模板的荧光纳米粒子显示出高的耐光性和可调荧光发射,适合于生物化学所关注的诊断技术。例如,已筛选出富含胞嘧啶的DNA可作为高荧光银纳米团簇形成的一个理想模板,并已成功地应用于单核苷酸突变鉴定、离子检测、小分子检测、蛋白质检测、癌症小区检测,体内成像和离子调谐逻辑器件等[21-23]。
近来,随着以DNA为模板合成荧光纳米颗粒的发展,人们已经发现单链聚(胸腺嘧啶)(Poly T)[24-25]的DNA可作为合成荧光Cu NPs的模板[26-28],该法具有简单、快速、稳定性好等优点,引起了极大的关注。而且,以不同的DNA为模板合成荧光Cu NPs已被系统地筛选出来。例如,Qing等人发现以单链聚T DNA为模板可以选择性地合成荧光Cu NPs,该方法合成效率较高,反应迅速。而且这种方法合成的荧光铜Cu NPs有极大的斯托克斯位移,可在生物化学分析中有效的避免复杂样品所产生的干扰背景,是一种非常合适的分析信号的工具。此外,以 Poly T为模板合成的荧光Cu NPs与DNA为模板合成的Cu NPs相比,具有其独特的性质:(1)制备简单,只需混合几种试剂;(2)合成条件温和,室温下合成且无严格的操作步骤;(3)以Poly T为模板合成的荧光Cu NPs反应高效,可在非常低浓度的Poly T溶液中生成;(4)合成反应速度快,可在几分钟内完成;(5)铜是所有活的动物和植物显著且必需的微量元素,应用荧光Cu NPs应该比其他重金属纳米颗粒更安全。因此,由于它的简单、高效、快速以及低毒,以Poly T为模板合成的荧光Cu NPs在各个领域具有巨大的潜力。而且,这种合成方法的应用与探索仍然处于非常初级的阶段。
本论文基于Poly T为模板来合成荧光Cu NPs的原理,提出一种非标的荧光检测Exo Ⅲ活性的新方法。利用Cu NPs的合成对DNA模版的选择性,目标Exo Ⅲ降解DNA发夹探针(HP)释放游离的Poly T DNA,进而作为模版合成荧光Cu NPs。无Exo Ⅲ时,HP不能作为合成Cu NPs的有效DNA模版,只有微弱的荧光信号。目标Exo Ⅲ的浓度与酶切释放的Poly T DNA的浓度成正比,进而正比于荧光强度。该方法无需荧光标记、成本低、操作简便,是首次报道利用基于Poly T稳定的荧光Cu NPs检测Exo Ⅲ的活性。
1实验部分
1.1 实验仪器
CaryEclipse型荧光光谱仪(安捷伦(美国)科技有限公司);FE20K型台式酸度计(梅特勒-托利多国际股份有限公司);电子分析天平(北京赛多利斯天平有限公司);MicroPette手动(可调式)移液器(大龙兴创实验仪器(北京)有限公司)。
1.2 实验试剂和药品
硫酸铜(CuSO4)、抗坏血酸钠和3-(N-吗啡啉)丙磺酸(MOPS, free acid)均为分析纯,于生工生物工程(上海)股份有限公司购买得到。Exonuclease Ⅲ(Exo Ⅲ)和dNTPs mixture购于NEB(北京)有限公司。实验通用缓冲液为MOPS 缓冲液,组成为150 mMNaCl,10 mM MOPS,1 mM MgCl2,pH=7.5。实验用水为纯水,从生工生物购买。寡核苷酸序列(HP)在指导老师帮助下设计完成,从生工生物订购纯化,序列如下:(5'-3') 基于Poly (T)稳定的荧光铜纳米颗粒非标检测核酸外切酶的活性(2):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_52862.html