CN103487378A - 一种基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测dna的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法,具体是将DNA修饰的金纳米棒与待检测DNA混合进行退火反应;检测圆二色光谱,当检测到退火后相比退火前在600-800nm波段出现正负对称圆二色光谱的信号增强时,说明金纳米棒发生聚集,待检测DNA与金纳米棒上修饰的DNA完全互补或者互补并含有粘性末端。本发明的方法相比于基于纳米材料的紫外可见吸收光谱检测DNA的方法,信号更强,检出限低;而且检测方法简单,重复性好。

Description

一种基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法
技术领域
本发明涉及应用纳米技术检测DNA的领域,尤其涉及一种基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法。
背景技术
DNA(Deoxyribonucleicacid,脱氧核糖核酸)承担着生物体的遗传信息,在生物遗传中起到不可替代的作用,每一种生物的核酸序列都是独一无二的。因此在诊断和识别各种疾病时,对于细菌、病毒、病原体的核酸序列的检测就显得尤为重要。现有的PCR技术可以将部分DNA序列进行复制,信号放大,在灵敏度方面代表了检测的极限。
贵金属纳米粒子在尺寸小于电子平均自由程时,光照射条件下,粒子表面导带的自由电子谐振产生表面等离子共振效应(Surface Plasmon Resonance,SPR)。金纳米棒具有两个表面等离子共振吸收峰,短轴吸收峰(TSPR)和长轴吸收峰(LSPR)。当贵金属表面连有手性分子时,能够诱导出贵金属纳米粒子的手性信号。当金纳米棒在手性分子的诱导下聚集时,会出现特有的圆二色信号。
基于纳米技术的DNA检测手段在定位、可视化和多重检测等方面具有不可比拟的优势。目前,已有相关研究报道,比如文献Elghanian,R.等人(1997).Selective colorimetric detection of polynucleotides based on the distance-dependentoptical properties of gold nanoparticles.Science277(5329):1078-1081.;Park,S.-J等人(2002).Array-Based Electrical Detection of DNA with Nanoparticle Probes.Science,295(5559):1503-1506.;和He,L.等人(2000).Colloidal Au-EnhancedSurface Plasmon Resonance for Ultrasensitive Detection of DNA Hybridization.Journal of the American Chemical Society122(38):9071-9077均公开了基于纳米材料的DNA检测手段,但是目前基于纳米材料的DNA检测手段大多利用紫外可见吸收光谱进行检测,存在信号变化不明显及检出限高等问题。
发明内容
针对目前基于纳米材料的DNA检测手段存在信号变化不明显及检出限高的问题,本发明的目的在于提供一种基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法,该方法相比于基于纳米材料的紫外可见吸收光谱检测DNA的方法,信号更强,检出限低。
本发明人经过深入地研究发现,将金纳米棒用巯基DNA(SH-DNA)修饰后与待检测DNA序列进行培养,检测圆二色光谱信号;当待检测DNA序列与修饰到金纳米棒上的SH-DNA序列互补时,可在600-800nm波长处观察到正负对称的圆二色信号的明显变化,否则无明显变化,从而完成了本发明。
本发明提供以下技术方案:
一种基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法:将DNA修饰的金纳米棒与待检测DNA混合进行退火反应;检测圆二色光谱,当检测到退火后相比退火前在600-800nm波段出现正负对称圆二色光谱的信号增强时,说明金纳米棒发生聚集,待检测DNA与金纳米棒上修饰的DNA完全互补或者互补并含有粘性末端。
本发明是基于互补DNA退火杂交引起金纳米棒聚集,从而导致600-800nm波段出现正负对称圆二色光谱的信号增强的现象,而完成的发明。因此,对于金纳米棒的修饰方式不作特别限定,目前已有的任何能够将DNA修饰到金纳米棒上的技术,以及未来开发出来的任何能够将DNA修饰到金纳米棒上的技术均可以用来为本发明提供DNA修饰的金纳米棒。
虽然如此,本发明还是提供了一种特别的DNA修饰的金纳米棒,即巯基DNA修饰的金纳米棒,所述巯基与金通过共价键连接将DNA修饰在金纳米棒上;优选地,所述巯基修饰在DNA的3’末端。
本发明提供的基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法中,所述退火温度范围可以是从60-90℃任一温度(例如60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃或90℃)降至20-50℃任一温度(例如20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃或50℃),优选为从60℃降至20℃。
本发明提供的基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法中,所述DNA修饰的金纳米棒与待检测DNA的摩尔比可以是1:10-200,例如1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80、1:90、1:100、1:110、1:120、1:130、1:140、1:150、1:160、1:170、1:180、1:190或1:200,优选为1:50-100。
优选地,所述DNA修饰的金纳米棒的浓度为0.6-0.8nM,例如0.6nM、0.62nM、0.64nM、0.66nM、0.68nM、0.70nM、0.72nM、0.74nM、0.76nM、0.78nM或0.8nM。
本发明对DNA修饰的金纳米棒与待检测DNA混合进行退火反应环境不作特别限定,只要能够提供退火反应的适宜条件即可。虽然如此,本发明还是特别提供一种退火反应的溶液环境为含0.25M氯化钠(NaCl)、0.05%十二烷基磺酸钠(SDS)和0.05M磷酸缓冲溶液(PBS)且pH为7.4的溶液。
本发明提供一种巯基DNA修饰的金纳米棒的制备方法,包括:
(a)制备金纳米棒;
(b)用SH-DNA修饰步骤(a)得到的金纳米棒,离心分离得到巯基DNA修饰的金纳米棒;
优选地,步骤(a)得到的金纳米棒的长径比为2.0-3.0;
优选地,步骤(b)中金纳米棒与SH-DNA的摩尔比为1:(8000-12000)。
根据本发明,对制备金纳米棒的方法没有特别的限定,只要能够得到金纳米棒即可,可为本领域所常用的各种方法。但在本发明中,优选金晶种合成法(Chem.Mater.2003,15,1957-1962)得到金纳米棒。
本发明步骤(a)金晶种合成法制备金纳米棒具体包括:
(a1)在30℃条件下,将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和四氯金酸(HAuCl4)水溶液混合,加入新制备的硼氢化钠(NaBH4)溶液,得到金晶种,熟化时间可以是2-4h。
优选地,HAuCl4、NaBH4、十六烷基三甲基溴化铵和水的摩尔比可以是1:(2-3):(200-400):(200-250)。
(a2)将十六烷基三甲基溴化铵、HAuCl4和AgNO3溶液混合均匀,加入抗坏血酸溶液,1-2min后加入所述金晶种,在30℃的恒温水浴中静置生长,得到所述金纳米棒。
优选地,按总反应体积10mL计,加入金晶种的量为10-14μL。
优选地,HAuCl4、十六烷基三甲基溴化铵、AgNO3、抗坏血酸和水的摩尔比为1:(180-220):(0.1-0.2):(1-2):(900-1100),从得到的金纳米棒的均一性方面来考虑,更优选为1:(190-210):(0.12-0.13):(1.2-1.3):(950-1050)。在本发明中,通过调节硝酸银的用量,可以得到不同长径比的金纳米棒。
在本发明中,对HAuCl4、CTAB、AgNO3以及水进行混合的方式没有特别的限定,可以为本领域常用的各种方式。例如可以将CTAB、HAuCl4、AgNO3和水直接进行混合,也可以预先用水分别将CTAB、HAuCl4和AgNO3溶解后,再进行混合。
在本发明中,对上述得到的金纳米棒溶液用去离子水离心清洗2次(10000r/min,20min),最后再重新分散到去离子水中,即得到金纳米棒的溶液。
本发明步骤(b)中所使用的所述步骤(a)制备的金纳米棒的浓度可以是0.6-0.8nM,例如0.6nM、0.62nM、0.64nM、0.66nM、0.68nM、0.70nM、0.72nM、0.74nM、0.76nM、0.78nM或0.8nM。
本发明中,对于SH-DNA修饰金纳米棒的方法没有特别的限定,只要能够得到SH-DNA修饰的金纳米棒即可,可以为本领域所常用的各种方法。但在本发明中优选盐熟化法修饰金纳米棒,具体可以是:
(b1)向步骤(a)制备的金纳米棒的溶液中,加入SH-DNA共培养12-48h、优选24h,然后加入SDS溶液和pH7.4的磷酸缓冲溶液,于室温下存放5-8天、优选7天后,然后分6-10次、优选8次加入NaCl溶液,每次间隔2-6h、优选4h。
在优选的情况下,金纳米棒的浓度为0.6-0.8nM,金纳米棒与SH-DNA的摩尔比为1:8000-12000;加入的SDS与磷酸缓冲液混合液的体积为300-320μL/1mL金纳米棒溶液,其中SDS的质量分数为0.04-0.05%,磷酸缓冲液的浓度为0.05M;加入的NaCl浓度为1M,每次加入的体积为30-40μL,共加入8次,每次时间间隔为4-6小时。
(b2)将步骤(b1)所得的混合液离心(可以离心两次,每次10000r/min,3min),去除未修饰在金纳米棒表面的SH-DNA,将沉淀重新分散到含有NaCl和SDS溶液的pH7.4的磷酸缓冲溶液中,得到SH-DNA修饰的金纳米棒溶液。
在优选的情况下,每1mL原混合液离心分离后重新分散至1-1.2mL上述三组分液中,其中NaCl的浓度为0.2-0.3M、优选0.25M,SDS的质量分数为0.04-0.05%、优选0.05%,磷酸缓冲液的浓度为0.05M。
本发明中,待检测DNA可以带有或不带粘性末端。当待检测DNA与SH-DNA修饰的金纳米棒上的序列互补时,无论待检测DNA带或不带粘性末端,都能够引起金纳米棒的聚集,得到检出信号。
上述水可以为蒸馏水和/或去离子水等,所有药品均为分析纯及以上纯度。
本发明中,根据本发明的上述方法得到的互补DNA链段的检出信号为600-800nm波段出现的正负对称的圆二色光谱信号。
本发明的有益效果为:本发明基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法相比于基于纳米材料的紫外可见吸收光谱检测DNA的方法,信号更强,检出限低;而且检测方法简单,重复性好。
附图说明
图1为本发明的实施例1中得到的长轴吸收峰为700nm、长径比为3.0的金纳米棒的透射电子显微镜图;
图2为本发明的实施例1中DNA链段A序列DNA的紫外可见吸收光谱和圆二色光谱图(左箭头指示圆二色光谱曲线,右箭头指示紫外可见吸收光谱曲线);
图3为本发明的实施例1中得到的退火后SH-DNA链段A修饰的金纳米棒与DNA链段C的紫外可见吸收光谱和圆二色光谱图(左箭头指示圆二色光谱曲线,右箭头指示紫外可见吸收光谱曲线);
图4为本发明的实施例1得到的聚集后的金纳米棒的扫描电子显微镜图;
图5为本发明的实施例2得到的退火后SH-DNA链段A修饰的金纳米棒与DNA链段D的紫外可见吸收光谱和圆二色光谱图(左箭头指示圆二色光谱曲线,右箭头指示紫外可见吸收光谱曲线);
图6为本发明的实施例3得到的退火后SH-DNA链段A修饰的金纳米棒与DNA链段E的紫外可见吸收光谱和圆二色光谱图(左箭头指示圆二色光谱曲线,右箭头指示紫外可见吸收光谱曲线);
图7为本发明的实施例4中得到的退火后SH-DNA链段A修饰的金纳米棒与不同浓度DNA链段C的紫外可见吸收光谱和圆二色光谱图(左箭头指示圆二色光谱曲线,右箭头指示紫外可见吸收光谱曲线);
图8为本发明的实施例5中得到的不同退火温度下SH-DNA链段A修饰的金纳米棒与DNA链段C的紫外可见吸收光谱和圆二色光谱图(左箭头指示圆二色光谱曲线,右箭头指示紫外可见吸收光谱曲线);
图9为本发明的实施例6中得到的长径比为2.8的金纳米棒的透射电子显微镜照片;
图10为本发明的实施例6中得到的长径比为2.1的金纳米棒的透射电子显微镜照片;
图11为发明的实施例6中得到的退火后SH-DNA链段A修饰不同长径比的金纳米棒与DNA链段C的紫外可见吸收光谱和圆二色光谱图(左箭头指示圆二色光谱曲线,右箭头指示紫外可见吸收光谱曲线);
图12为本发明的实施例7中得到的退火后SH-DNA链段B修饰的金纳米棒与DNA链段F的紫外可见吸收光谱和圆二色光谱图(左箭头指示圆二色光谱曲线,右箭头指示紫外可见吸收光谱曲线)。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述。本领域技术人员将会理解,以下实施例仅为本发明的优选实施例,以便于更好地理解本发明,因而不应视为限定本发明的范围。对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所用的实验材料,如无特殊说明,均为自常规生化试剂厂商购买得到的。
以下实施例中离心采用台式高速离心机(XiangYi H-1650);透射电子显微镜照片采用六硼化镧透射电子显微镜(Tecnai G220S-TWIN)得到;扫描电镜图采用冷场发射扫描电子显微镜(Hitachi S-4800)得到;紫外可见吸收光谱采用紫外可见光谱仪(Hitachi U-3010)得到;圆二色光谱采用圆二色光谱仪(JascoJ-810spectropolarimeter)得到。
实施例1
(1)制备金纳米棒
在30℃条件下,向7.5mL浓度为100mM的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)中加入250μL浓度为10mM的HAuCl4,再加入1.65mL去离子水,搅拌均匀后迅速加入0.6mL浓度为10mM的NaBH4溶液(所用的NaBH4溶液新鲜配制并在冰水浴中恒温),搅拌2min后,熟化2-4h,得到用于生长金纳米棒的金晶种。
将10mL浓度为100mM的CTAB与500μL浓度为10mM的HAuCl4混合均匀;然后,依次加入60μL浓度为10mM的AgNO3,60μL浓度为100mM的抗坏血酸,12μL熟化2-4h的金晶种,混匀后,在30℃恒温水浴中静置生长12h,得到含有金纳米棒的溶液。
用去离子水对所得的金纳米棒进行离心清洗2次(10000r/min,20min),最后分散到去离子水中。将所得的金纳米棒采用透射电镜(TEM)观察形貌,如图1所示,所得的金纳米棒平均长度为42nm,平均宽度为14nm,平均长径比为3.0。
(2)金纳米棒SH-DNA修饰
取1mL金纳米棒溶液,浓度为0.7nM,向其中加入74μL浓度为100μM的SH-DNA链段A(5’-AAGAATTTATAAGCAGAAAAAAAAAAAA-3’-SH,SEQ IDNO:1,在序列的3’末端修饰巯基)。经过24h培养之后,加入155μL0.1%SDS(十二烷基磺酸钠)溶液和155μL0.1M的pH=7.4的磷酸缓冲溶液,在室温下存放7天后,向其中加入1M NaCl溶液,每次加入32.5μL,共8次,时间间隔为4h。
将上述所得混合液离心两次(10000r/min,3min),除去未修饰在金纳米棒表面的SH-DNA,重新分散到1mL含有0.25M NaCl、0.05%SDS的0.05M pH=7.4的磷酸缓冲溶液中,得到SH-DNA修饰的金纳米棒溶液。
(3)DNA链段的圆二色光谱检测
取0.5mL链段A修饰的金纳米棒溶液,加入1.5mL含有0.25M NaCl、0.05%SDS的0.05M pH=7.4的磷酸缓冲溶液中。将1.5μL浓度为100μM的与链段A互补、带有粘性末端的DNA链段C(5’-TTTTTTTTTTTTCTGCTTATAAATTCTTGCGC-3’,SEQ ID NO:3)加入SH-DNA修饰的金纳米棒溶液中,混合后在60℃退火,使其形成DNA双链结构,立即进行紫外可见吸收光谱和CD光谱测试。如图2所示,为带有粘性末端的DNA链段C的紫外可见吸收光谱与CD光谱图。如图3所示,为DNA链段A修饰的金纳米棒与互补链C混合、退火后的紫外可见吸收光谱与CD光谱图。从图3可以看出,当体系从60℃退火到20℃时,700nm附近的紫外吸收峰强度降低,金纳米棒发生聚集;在对应的波段,CD信号出现了明显的变化:金纳米棒的长轴吸收峰所对应的CD峰变成两个对称的峰,分别在750nm和670nm处,CD信号大大增强,并且形成正负对称信号。与紫外可见吸收光谱相比,CD光谱变化更为明显,更适宜于目标DNA的检测。将聚集后的金纳米棒采用扫描电镜(SEM)观察形貌,如图4所示,金纳米棒呈现无规聚集状态。
实施例2
按照实施例1的方法制备金纳米棒并用SH-DNA链段A修饰,不同的是,将DNA链段C换成同浓度、与链段A互补并不带粘性末端的DNA链段D(5’-TTTTTTTTTTTTCTGCTTATAAATTCTTA-3’,SEQ ID NO:4)。退火后,进行紫外可见吸收光谱和CD光谱测试。如图5所示,为DNA链段A修饰的金纳米棒与不含粘性末端的互补链D混合、退火后的紫外可见吸收光谱与CD光谱图。从图5可以看出,当体系从60℃退火到20℃时,金纳米棒不发生聚集,CD信号无变化。原因在于:DNA链段D与链段A互补配对后在其3’多出一个A碱基,因此它们互相之间不能形成配对关系,不能引起金纳米棒聚集;而DNA链段C与链段A互补配对后在其3’多出GCGC4个碱基,它们互相之间能够形成配对关系,引起金纳米棒聚集。
实施例3
按照实施例1的方法制备金纳米棒并用SH-DNA链段A修饰,不同的是,将DNA链段C换成同浓度、与链段A完全互补(不带粘性末端)的DNA链段E(5’-TTTTTTTTTTTTCTGCTTATAAATTCTT-3’,SEQ ID NO:5)。退火后,进行紫外可见吸收光谱和CD光谱测试。如图6所示,为DNA链段A修饰的金纳米棒与完全互补链E混合、退火后的紫外可见吸收光谱与CD光谱图。从图6可以看出,当体系从60℃退火到20℃时,700nm附近的紫外吸收峰强度降低,金纳米棒发生聚集;在对应的波段,CD信号出现了明显的变化:金纳米棒的长轴吸收峰所对应的CD峰变成两个对称的峰,分别在720nm和620nm处,CD信号大大增强,并且形成正负对称信号。
实施例4
按照实施例1的方法制备金纳米棒并用SH-DNA链段A修饰,不同的是,改变待检测DNA链段C的浓度分别为50nM、75nM和100nM。即将1.0μL、1.5μL或2.0μL浓度为100μM的与链段A互补、带有粘性末端的DNA链段C加入SH-DNA修饰的金纳米棒溶液中。混合后在60℃退火,使其形成DNA双链结构,立即进行紫外可见吸收光谱和CD光谱测试。如图7所示,从图中可以看出,CD信号随着互补DNA链段C的浓度增加而增加,当待检测DNA浓度低至50nM时,仍有很强烈的CD信号,能够检测出与金纳米棒上所修饰的DNA序列互补、带有粘性末端的DNA序列。相比于紫外可见吸收光谱,CD光谱对DNA浓度的变化更为敏感,能够更好的检测出体系中的DNA浓度。
实施例5
按照实施例1的方法制备金纳米棒并用SH-DNA链段A修饰,不同的是,改变DNA混合后的退火温度,分别由60℃退火至50℃、40℃、30℃和20℃,然后进行紫外可见吸收光谱和CD光谱测试。如图8所示,从图中可以看出,随着退火温度的升高,CD检出信号变弱,但是仍然能够检出互补DNA链段C。
实施例6
按照实施例1的方法制备金纳米棒并用SH-DNA链段A修饰,不同的是,在制备金纳米棒的过程中,改变AgNO3的浓度,分别加入55μL和45μL浓度为10mM的AgNO3,最终得到长径比分别为2.8和2.1的金纳米棒。如图9所示,为制备的长径比为2.8的金纳米棒。如图10所示,为制备的长径比为2.1的金纳米棒。如图11所示,为退火后的紫外可见吸收光谱和CD光谱。从图中可以看出,改变金纳米棒的长径比并不影响DNA的检测。当带有粘性末端的待检测DNA与金纳米棒上修饰的DNA序列互补时,CD光谱上仍然能够得到正负对称信号,达到DNA序列检测的目标。
实施例7
按照实施例1的方法制备金纳米棒并用SH-DNA链段修饰,不同的是,使用巯基DNA链段B(5’-ATGCTCAACTCTTAGGACAAAAAAAAAA-3’-SH,SEQID NO:2,在序列的3’末端修饰巯基)修饰金纳米棒。将与链段B互补并带有粘性末端、DNA链段F(5’-TTTTTTTTTTGTCCTAAGAGTTGAGCATGCGC-3’,SEQ ID NO:6)按照终浓度为75nM的量加入SH-DNA链段B修饰的金纳米棒溶液中。在60℃退火至20℃后,进行紫外可见吸收光谱和CD光谱测试。如图12所示,为DNA链段B修饰的金纳米棒与带有粘性末端的互补链F混合、退火后的紫外可见吸收光谱与CD光谱图。从图12可以看出,当体系从60℃退火到20℃时,紫外吸收峰强度降低,金纳米棒发生聚集;在对应的波段,CD信号出现了明显的变化:金纳米棒的长轴吸收峰所对应的CD峰变成两个对称的峰,CD信号大大增强,并且形成正负对称信号。
根据实施例1-7可知,无论待检测DNA序列是否带有粘性末端,采用本发明的方法均能够对DNA序列进行检测;并且,通过实施例4-6可以看出,当改变所使用的金纳米棒的长径比、待检测DNA的浓度和退火温度时,均可以得到明显的正负对称的CD光谱检出信号。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细特征以及详细方法,但本发明并不局限于上述详细特征以及详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细特征以及详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明选用组分的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种基于金纳米棒聚集的圆二色光谱检测DNA的方法,其特征在于,所述方法为:将DNA修饰的金纳米棒与待检测DNA混合进行退火反应;检测圆二色光谱,当检测到退火后相比退火前在600-800nm波段出现正负对称圆二色光谱的信号增强时,说明金纳米棒发生聚集,待检测DNA与金纳米棒上修饰的DNA完全互补或者互补并含有粘性末端。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述DNA修饰的金纳米棒是巯基DNA修饰的金纳米棒,所述巯基与金通过共价键连接将DNA修饰在金纳米棒上;
优选地,所述巯基修饰在DNA的3’末端。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述退火温度范围为从60-90℃任一温度降至20-50℃任一温度,优选为从60℃降至20℃。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,所述DNA修饰的金纳米棒与待检测DNA的摩尔比为1:10-200,优选为1:50-100;
优选地,所述DNA修饰的金纳米棒的浓度为0.6-0.8nM。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,所述DNA修饰的金纳米棒与待检测DNA混合进行退火反应的溶液环境为含0.25M NaCl、0.05%SDS和0.05M磷酸缓冲溶液且pH为7.4的溶液。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,所述DNA修饰的金纳米棒是通过如下方法制得的:
(a)制备金纳米棒;
(b)用SH-DNA修饰步骤(a)得到的金纳米棒,离心分离得到巯基DNA修饰的金纳米棒;
优选地,步骤(a)得到的金纳米棒的长径比为2.0-3.0;
优选地,步骤(b)中金纳米棒与SH-DNA的摩尔比为1:(8000-12000)。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤(a)具体为:
(a1)在30℃条件下,将十六烷基三甲基溴化铵和HAuCl4水溶液混合,加入新制备的NaBH4溶液,得到金晶种;
(a2)将十六烷基三甲基溴化铵、HAuCl4和AgNO3溶液混合均匀,加入抗坏血酸溶液,1-2min后加入所述金晶种,在30℃的恒温水浴中静置生长,得到所述金纳米棒。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤(a1)中,HAuCl4、NaBH4、十六烷基三甲基溴化铵和水的摩尔比为1:(2-3):(200-400):(200-250);
优选地,步骤(a2)中,HAuCl4、十六烷基三甲基溴化铵、AgNO3、抗坏血酸和水的摩尔比为1:(180-220):(0.1-0.2):(1-2):(900-1100),更优选为1:(190-210):(0.12-0.13):(1.2-1.3):(950-1050);
优选地,步骤(a2)中,按总反应体积10mL计,加入金晶种的量为10-14μL。
9.根据权利要求6至8任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤(b)中所使用的所述步骤(a)制备的金纳米棒的浓度为0.6-0.8nM。
10.根据权利要求6至9任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤(b)具体为:
(b1)向步骤(a)制备的金纳米棒的溶液中,加入SH-DNA共培养12-48h、优选24h,然后加入SDS溶液和pH7.4的磷酸缓冲溶液,于室温下存放5-8天、优选7天后,然后分6-10次、优选8次加入NaCl溶液,每次间隔2-6h、优选4h;
(b2)将步骤(b1)所得的混合液离心,去除未修饰在金纳米棒表面的SH-DNA,将沉淀重新分散到含有0.25M NaCl和0.05%SDS溶液的pH7.4的0.05M磷酸缓冲溶液中,得到SH-DNA修饰的金纳米棒溶液。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776772A (zh) * 2014-02-14 2014-05-07 国家纳米科学中心 一种基于金纳米锥聚集的圆二色信号检测dna的方法
CN107290284A (zh) * 2017-06-09 2017-10-24 江南大学 一种制备刺状铂包裹的金纳米棒手性二聚体用于dna损伤的检测方法
CN108048906A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 中山大学 一种dna导向金纳米晶体及其制备方法与应用
CN108526484A (zh) * 2018-04-25 2018-09-14 安徽师范大学 巯基dna修饰金纳米棒及其制备方法、重金属汞离子的检测方法和应用
CN108672715A (zh) * 2018-04-25 2018-10-19 安徽师范大学 功能化修饰金纳米粒子及其制备方法、重金属汞离子的检测方法及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246470B1 (en) * 1996-11-15 2001-06-12 Institut Molekulyarnoi Biologi Imeni V.A. Engelgardita Rossiiskoi Akademii Nauk Method for determination of a biologically active substance in an analyzed liquid and device for its realization
CN101130883A (zh) * 2006-08-22 2008-02-27 国家纳米科学中心 一种长方形金核/钯壳双金属纳米棒及其制备方法
CN101923088A (zh) * 2010-07-05 2010-12-22 中国人民解放军军事医学科学院野战输血研究所 一种金纳米棒免疫探针及其制备方法与应用
CN102886528A (zh) * 2012-10-18 2013-01-23 江南大学 一种基于聚合酶链式反应的具有旋光特征的金纳米棒自组装材料制备方法
US20130071882A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Libing Wang Collective chirality of binary plasmonic nanoparticles janus assemblies
CN103132143A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 国家纳米科学中心 一种金纳米棒及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246470B1 (en) * 1996-11-15 2001-06-12 Institut Molekulyarnoi Biologi Imeni V.A. Engelgardita Rossiiskoi Akademii Nauk Method for determination of a biologically active substance in an analyzed liquid and device for its realization
CN101130883A (zh) * 2006-08-22 2008-02-27 国家纳米科学中心 一种长方形金核/钯壳双金属纳米棒及其制备方法
CN101923088A (zh) * 2010-07-05 2010-12-22 中国人民解放军军事医学科学院野战输血研究所 一种金纳米棒免疫探针及其制备方法与应用
US20130071882A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Libing Wang Collective chirality of binary plasmonic nanoparticles janus assemblies
CN103132143A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 国家纳米科学中心 一种金纳米棒及其制备方法
CN102886528A (zh) * 2012-10-18 2013-01-23 江南大学 一种基于聚合酶链式反应的具有旋光特征的金纳米棒自组装材料制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHENGTAO LI等: "Reversible Plasmonic Circular Dichroism of Au Nanorod and DNA Assemblies", 《J. AM. CHEM. SOC.》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776772A (zh) * 2014-02-14 2014-05-07 国家纳米科学中心 一种基于金纳米锥聚集的圆二色信号检测dna的方法
CN107290284A (zh) * 2017-06-09 2017-10-24 江南大学 一种制备刺状铂包裹的金纳米棒手性二聚体用于dna损伤的检测方法
CN107290284B (zh) * 2017-06-09 2019-07-26 江南大学 刺状铂包裹的金纳米棒手性二聚体用于dna损伤检测的方法
CN108048906A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 中山大学 一种dna导向金纳米晶体及其制备方法与应用
CN108526484A (zh) * 2018-04-25 2018-09-14 安徽师范大学 巯基dna修饰金纳米棒及其制备方法、重金属汞离子的检测方法和应用
CN108672715A (zh) * 2018-04-25 2018-10-19 安徽师范大学 功能化修饰金纳米粒子及其制备方法、重金属汞离子的检测方法及其应用

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