CN103537709A - 基于双链dna为模板水溶性发光银纳米簇的制备 - Google Patents

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Abstract

一种基于以富含胞嘧啶碱基的双链DNA为模板的水溶性发光贵金属纳米簇的制备，首先用富含胞嘧啶碱基的并预留有6个胞嘧啶碱基loop环的单链DNA(共29碱基)，通过加入其互补的富含鸟嘌呤碱基的DNA单链(共23碱基)，经过退火作用形成带有6个胞嘧啶loop环的双链DNA，以此作为模板，通过加入硼氢化钠还原硝酸银的方法合成。制备过程简单、易行、绿色环保，可以推广到其它发光纳米材料的制备。此外，用本文所述的方法合成出的纳米新材料具有水溶性、高量子产量、光稳定性、以及良好的生物相容性等特性，在生物传感器、细胞成像、临床医学等领域均有潜在的广泛应用。

Description

基于双链DNA为模板水溶性发光银纳米簇的制备
技术领域
本发明涉及水溶性发光贵金属纳米簇的制备领域。具体涉及基于双链DNA作为模板在水相中合成出能够发射出特定波长的银纳米簇领域。
背景技术
过去的十年中，由于贵金属纳米簇展现出强有力、和尺寸依赖的荧光发射光谱，已经发展成为一种新型的荧光基团[参加：Díez I.,Ras R.A.Fluorescent silvernanoclusters.Nanoscale,2011,3,1963-1970.]。尤其是以生物大分子物质DNA为模板合成出具有水溶性、良好的生物相容性、发光的银纳米簇吸引了相当广泛的关注[参见：Petty J.T.,Zheng J.,Hud N.V.,et al.DNA-templated Ag nanoclusterformation.J.Am.Chem.Soc.,2004,126,5207-5212.]。用单链DNA作为模板合成发光银纳米簇，表现出显著的光谱学及光物理特性。更重要的是，这些新颖的荧光团的合成对DNA序列具有高度依赖性，且其发射光谱具有可调性，通过改变核苷酸序列可以获得从可见光到近红外范围内的发射波长的纳米簇[参见：Richards C.I.,Choi S.,Hsiang J.C.,et al.Oligonucleotide-stabilized Ag nanoclusterfluorophores.J.Am.Chem.Soc.,2008,130,5038-5039.]。DNA为模板合成的具有发光特性的纳米材料在很多领域均具有潜在的广泛应用例如荧光传感器、单分子研究、纳米尺度的设备科学、DNA基础的纳米机器等[参见：1.Richards C.I.,Hsiang J.C.,Senapati D.,et al.Optically modulated fluorophores for selectivefluorescence signal recovery.J.Am.Chem.Soc.,2009,131,4619-4621.2.Yu J.H.,Choi S.,Dickson R.M.Shuttle-based fluorogenic silver-cluster biolabels.Angew.Chem.Int.Ed.,2009,48,318-320.]。到目前为止，还没有以富含胞嘧啶碱基的双链DNA作为模板来合成发光纳米簇的研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于双链DNA为模板制备水溶性发光贵金属纳米簇的方法。
本发明的技术方案如下：
如图1所示，制备过程是首先利用富含胞嘧啶碱基的并预留有6个胞嘧啶碱基loop环的单链DNA，通过加入其互补的单链，经过退火作用，形成带有loop环的双链DNA，以此作为模板，通过加入硼氢化钠还原硝酸银的方法合成。
具体制备过程如下：首先是形成双链DNA模板，加入等当量的探针链(probessDNA,5’-CCCTAACCCTCCCCCCAACCCTAACCCTA-3’,2μM)和靶向链(target ssDNA,5’-TAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3’,2μM)溶液(DNA溶液的配置方法是将适量DNA干粉溶于相应的不同pH值的缓冲溶液中)，混合均匀后将其置于95度恒温水浴锅中使之变性15分钟；取适量体积的上述方法制得的双链DNA溶液，加入适量体积的缓冲溶液，将其置于0℃冰水混合浴中放置5分钟以上；加入适量体积的硝酸银溶液(100μM)，震荡15分钟使之混合均匀；然后，快速加入适量体积的硼氢化钠溶液(100μM，现配现用)，继续震荡5分钟，使之充分反应，将制备出的银纳米簇样品避光保存在4℃放置7小时，即可用于测试。实验中反应物浓度比例关系为：DNA模板：硝酸银：硼氢化钠=1:6:6。实验中所用到的缓冲液为Britton-Robinson缓冲溶液。用于生物传感器、细胞成像、临床医学等领域。
有益效果：
1、合成方法可以推广到其它发光纳米材料的合成领域。
2、用本文方法合成的纳米新材料具有水溶性、高量子产量、光稳定性、以及良好的生物相容性等特性。
3、在生物传感器、细胞成像、临床医学等领域均有潜在的应用。
附图说明
图1基于双链DNA为模板发光银纳米簇制备过程
具体实施方式：
利用富含胞嘧啶碱基的并预留有6个胞嘧啶碱基loop环的单链DNA，通过加入其互补链，经过退火作用，形成带有loop环的双链DNA，以此作为模板，加入等当量的探针链(probe ssDNA,5’-CCCTAACCCTCCCCCCAACCCTAACCCTA-3’,2μM)和靶向链(targetssDNA,5’-TAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3’,2μM)溶液(DNA溶液的配置方法是将适量DNA干粉溶于相应的不同pH值的缓冲溶液中)，混合均匀后将其置于95度恒温水浴锅中使之变性15分钟；取适量体积的上述方法制得的双链DNA溶液，加入适量体积的缓冲溶液，将其置于0℃冰水混合浴中放置5分钟以上；加入适量体积的硝酸银溶液(100μM)，震荡15分钟使之混合均匀；然后，快速加入适量体积的硼氢化钠溶液(100μM，现配现用)，继续震荡5分钟，使之充分反应，将制备出的银纳米簇样品避光保存在4℃放置7小时，即可用于测试。实验中反应物浓度比例关系为：DNA模板：硝酸银：硼氢化钠=1:6:6。实验中所用到的缓冲液为Britton-Robinson缓冲溶液。用于生物传感器、细胞成像、临床医学等领域。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于富含胞嘧啶碱基的双链DNA为模板的水溶性发光银纳米簇的制备方法，其特征在于：首先是以预留有6个胞嘧啶碱基loop环的富含胞嘧啶碱基的单链DNA，通过加入其互补的DNA单链，加入等当量的探针链，和靶向链溶液，经过退火作用，形成带有loop环的双链DNA，以此作为模板，加入等当量的探针链和靶向链溶液，混合均匀后将其置于95度恒温水浴锅中使之变性15分钟；取适量体积的上述方法制得的双链DNA溶液，加入适量体积的缓冲溶液，将其置于0℃冰水混合浴中放置5分钟以上；加入适量体积的硝酸银溶液，震荡15分钟使之混合均匀；然后，快速加入适量体积的硼氢化钠溶液，继续震荡5分钟，使之充分反应，合成水溶性发光银纳米簇。
2.根据权利1要求所述的一种基于富含胞嘧啶碱基的双链DNA为模板的水溶性发光银纳米簇的制备方法，其特征在于，反应物浓度关系：DNA模板：硝酸银：硼氢化钠=1:6:6。
3.根据权利1要求所述的一种基于富含胞嘧啶碱基的双链DNA为模板的水溶性发光银纳米簇的制备方法，其特征在于，缓冲液为Britton-Robinson缓冲溶液。
4.根据权利1要求所述的一种基于富含胞嘧啶碱基的双链DNA为模板的水溶性发光银纳米簇的制备方法，其特征在于，探针链(probe ssDNA,共29碱基)为：5’-CCCTAACCCTCCCCCCAACCCTAACCCTA-3’,2μM。
5.根据权利1要求所述的一种基于富含胞嘧啶碱基的双链DNA为模板的水溶性发光银纳米簇的制备方法，其特征在于，靶向链(target ssDNA,共23碱基)为：5’-TAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3’,2μM。
6.一种权利要求1制备方法得到的水溶性发光银纳米簇的用途，其特征在于用于生物传感器、细胞成像、临床医学等多个领域。
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