CN104178483A - 一种荧光核酸银及其制备方法和应用 - Google Patents
一种荧光核酸银及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104178483A CN104178483A CN201410391996.3A CN201410391996A CN104178483A CN 104178483 A CN104178483 A CN 104178483A CN 201410391996 A CN201410391996 A CN 201410391996A CN 104178483 A CN104178483 A CN 104178483A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluorescence
- preparation
- nargol
- solution
- nucleic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明属于金属离子检测和核酸试剂制备领域,特指一种荧光纳米核酸-银簇及其制备方法及其运用。本发明以小分子核酸为模版,合成了一种新型荧光DNA纳米银簇;纳米银簇的大小为2~4nm;它的水溶液显示淡黄色,用600nm红光激发,660nm处有较强的荧光发射,荧光量子产率为0.2(以联吡啶钌为对照),其660nm处的荧光能被三价和二价铁离子淬灭,该DNA-AgNCs的荧光对于二价铁和三价铁离子有明显不同的荧光感应,对二价铁的灵敏度远远高于三价铁,因此,可用于定性和定量分析三价和二价铁的总量以及低浓度二价铁(10-9~10-5μM)和三价铁(10-6~10-1μM)的定性分析。
Description
技术领域
本发明属于金属离子检测和核酸试剂制备领域,特指一种荧光纳米核酸-银簇及其制备方法及其在用荧光光谱法快速检测溶液中二价和三价铁含量的运用。
背景技术
近年来,使用人工合成的探针选择性地感应和识别环境中以及生物体系统中重要的离子特别是重金属离子引起了人们极大的兴趣;铁离子在工业生产上广泛使用,同时它也是人体必需的微量元素之一,铁参与氧的运输与储存,还可以促进发育;增加对疾病的抵抗力;调节组织呼吸,防止疲劳;构成血红素,预防和治疗因缺铁而引起的贫血;使皮肤恢复良好的血色;铁(铁食品)虽然是人体必需的微量元素(微量元素食品),铁本身也不具有毒性,但当摄入过量或误服过量的铁制剂时也可能导致铁中毒、心脏和肝脏疾病、糖尿病等,所以,在环境中以及生物体系统中简便并快速检测铁离子就显得尤为重要;近年来分光光度法被报道用于溶液中铁离子的检测[王爱荣, 谷永庆, 王少冷. 微量铁的分光光度测定概述[J]. 廣東微量元素科學, 2005, 12(9): 5-10],但这些方法难以精确测量细胞中的金属离子且不能很好地区分二价铁离子和三价铁离子;荧光探针在生物和环境检测中有着广泛的应用,荧光探针的高灵敏性、高选择性使它成为化学分析中不可缺少的手段;以DNA为模板的银纳米簇因其良好的生物兼容性和较低的毒性而逐渐兴起[Zhao T T, Chen Q Y, Zeng C, Lan Y Q, Cai J G. Multi-DNA–Ag nanoclusters: reassembly mec hanism and sensing the change of HIF in cells [J]. J. Mater. Chem. B, 2013, 1(36): 4678-4683.; Obliosca J M, Liu C, Yeh H C. Fluorescent silver nanoclusters as DNA probes [J]. Nanoscale, 2013, 5(18): 8443-8461.];荧光核酸银纳米团簇与特殊目标物质相互作用会引起荧光强度的改变,这为铁离子的定性和定量检测提供了一个新的思路,核酸银用于三价和二价铁离子的区别国际上未见报道,我们的研究将为生物体内铁离子种类的快速鉴别提供新的方法。
发明内容
我们以一种序列为5’-CCC TCC CTT CCC TCC CCG GGC CAA GAG TGT GCT AAA-3’的小分子核酸(DNA) 为模版,上述核酸购自上海生工生物工程有限公司,合成了一种新型荧光DNA纳米银簇(标记为DNA-AgNCs);纳米银簇的大小为2~4 nm;它的水溶液显示淡黄色,用600 nm红光激发,660 nm处有较强的荧光发射, 荧光量子产率为0.2 (以联吡啶钌为对照),其660 nm处的荧光能被三价和二价铁离子淬灭(参见附图2),说明该核酸纳米银簇(DNA-
AgNCs)是一种灵敏的荧光探针,由图2可见该DNA-AgNCs的荧光对于二价铁和三价铁离子有明显不同的荧光感应,对二价铁的灵敏度远远高于三价铁, 因此,可用于定性和定量分析三价和二价铁的总量以及低浓度二价铁(10-9 ~10-5μM)和三价铁(10-6~10-1μM)的定性分析。
新型荧光DNA纳米银簇(DNA-AgNCs)的合成反应过程如下:将DNA和AgNO3溶液混合于柠檬酸钠缓冲液(pH 5,10 mM)中,DNA与Ag+的浓度分别为6.4 μM和100~200 μM (最佳为200 μM);将混合溶液转到水浴加热,温度升到70~80 ℃(最佳为DNA的Tm值75 ℃)后稳定三分钟,缓慢降温到室温,降温过程为3.5-6小时,最佳为3.5小时;最后在上述溶液中以摩尔比BH4 -:Ag+ = 1:1~2:1(最佳为2:1)加入NaBH4(10 mM)溶液,混匀于室温避光保存10分钟后转到4 ℃避光保存24-40小时,最佳36小时;用600 nm 红光激发, 测660 nm 处发射,即可得到稳定的荧光探针。
反应液的最终体积为1 ml。
本发明的优点:
本发明基于转铁蛋白识别基因设计铁离子敏感性新型荧光核酸银簇,结果表明制备的核酸银探针能够很好地检验铁离子,且对于二价铁离子和三价铁离子有明显不同的响应,0.5 μM的DNA-AgNCs水溶液对于Fe3+的感应可低至10-6 μM,对Fe2+感应可低至10-9 μM,因此可用于低浓度条件下二价铁离子(10-9 ~10-5μM)和三价铁离子(10-6~10-1μM)的定性分析(见图3, 图1);由于二价和三价铁离子的表现不同的生理功能,对二价铁和三价铁不同感应的荧光探针,可望用于二价铁离子反应迅速,现象明显的快速检测系统;本发明是国际上首次基于转铁蛋白识别基因的原理,将这种微观结合信号放大为宏观荧光变化,来实现金属铁离子的探测,是一种简便,直观、经济的分析方法,该方法也为基于核酸高识别原理发展新型分析试剂提供了理论上和技术上的支撑。
附图说明
图1为DNA-AgNCs (0.5 μM) 的水溶液随着硝酸铁的加入荧光变化图,λex=600 nm;其中Fe(NO3)3浓度为a-i: 0、10-6 、10-5、10-4、10-3、10-2、5*10-2、10-1、5*10-1 μM 。
图2为DNA-AgNCs (2 μM)水溶液加入0.1 μM FeCl3(1)、Fe(NO3)3 (2)、(NH4)2Fe(SO4)2 (3) 后的荧光淬灭图。
图3为DNA-AgNCs (0.5 μM) 的水溶液随着(NH4)2Fe(SO4)2的加入荧光变化图,λex=600 nm;其中(NH4)2Fe(SO4)2浓度为a-f: 0、10-9 、10-8、10-7、10-6、10-5 μM。
图4为荧光强度与(NH4)2Fe(SO4)2浓度的关系图,a-f: 0、10-9 、10-8、10-7、10-6、10-5 μM。
图5为荧光强度与Fe(NO3)3浓度的关系图,a-i: 0、10-6 、10-5、10-4、10-3、10-2、5*10-2、10-1、5*10-1 μM 。
具体实施方式
、试剂和原料
反应中所用的溶剂皆为分析纯,所用试剂未加特殊说明直接应用而未经任何特殊处理;一水合柠檬酸钠,六水合硫酸亚铁铵,九水合硝酸铁,氢氧化钠,硼氢化钠(粉末,96%),硝酸银(99%,A.C.S.)购于国药集团化学试剂有限公司,DNA序列(上海生工生物工程有限公司)。
紫外可见分光光度仪(日本岛津UV-2450型),190-800 nm;Carry Eclipse荧光分光光度计(美国瓦里安有限公司);JEM-200CX型透射电镜(日本电子株式会社);Jasco-810 圆二色谱仪(日本分光公司); DHG-9140A型电热恒温鼓风干箱 (上海-恒科技有限公司);DZF-6051型真空干燥箱 (上海-恒科技有限公司);TopPette手动单道可调式移液枪(20-200 μl);PHS-3C酸度计(上海第二分析仪器厂);恒温水浴锅(巩义市予华仪器有限公司)。
化合物的合成方法:
实施例1(最佳合成条件):
将DNA和AgNO3溶液混合于柠檬酸钠缓冲液(pH 5,10 mM)中,DNA与Ag+的浓度分别为6.4和200 μM。将混合溶液转到水浴加热,温度升到DNA的Tm值(75 ℃)后稳定三分钟,缓慢降温到室温,降温过程为3.5小时,最后在上述溶液中以摩尔比BH4 -:Ag+=2:1加入NaBH4(10 mM)溶液,混匀于室温避光保存10分钟后转到4 ℃避光保存36小时,反应液的最终体积为1 mL; 配置2 μM、1 μM、0.5 μM DNA-AgNCs水溶液,用600 nm 红光激发, 测660 nm 处发射荧光强度分别为135,72,40。
实施例2:
将DNA和AgNO3溶液混合于柠檬酸钠缓冲液(pH 5,10 mM)中,DNA与Ag+的浓度分别为6.4和100 μM,将混合溶液转到水浴加热,升温度值(70 ℃)后稳定三分钟,缓慢降温到室温,降温过程为6小时;最后在上述溶液中以摩尔比BH4 -:Ag+=1.5:1加入NaBH4(10 mM)溶液,混匀于室温避光保存10分钟后转到4 ℃避光保存30小时,反应液的最终体积为1 ml;配置2 μM、1 μM、0.5 μM DNA-AgNCs水溶液,用600 nm 红光激发, 测660 nm 处发射荧光强度分别为70,34,15。
实施例3:
将DNA和AgNO3溶液混合于柠檬酸钠缓冲液(pH 5,10 mM)中,DNA与Ag+的浓度分别为6.4和200 μM,将混合溶液转到水浴加热,温度升至80 ℃后稳定三分钟,缓慢降温到室温,降温过程为4小时;最后在上述溶液中以摩尔比BH4 -:Ag+=1:1加入NaBH4(10 mM)溶液,混匀于室温避光保存10分钟后转到4 ℃避光保存24小时,反应液的最终体积为1 ml;配置2 μM、1 μM、0.5 μM DNA-AgNCs水溶液,用600 nm 红光激发, 测660 nm 处发射荧光强度分别为80,35,18。
以实施例1得到的化合物为受试化合物
选择浓度为0.5 μM DNA-AgNCs (λex=600 nm,λem=660 nm)水溶液,用Fe(NO3)3进行滴定,随着Fe(NO3)3浓度的增加,荧光强度降低(如图1)。
实施例7:Fe2+的检测
以实施例1得到的化合物为受试化合物
选择浓度为0.5 μM DNA-AgNCs (λex=600 nm,λem=660 nm)水溶液,用(NH4)2Fe(SO4)2进行滴定,随着(NH4)2Fe(SO4)2浓度的增加,荧光强度降低 (如图3)。
Claims (10)
1.一种小分子核酸,其特征在于:其序列为5’-CCC TCC CTT CCC TCC CCG GGC CAA GAG TGT GCT AAA-3’。
2.一种荧光核酸银的制备方法,所述荧光核酸银的大小为2~4 nm;它的水溶液显示淡黄色,用600 nm红光激发,660 nm处有较强的荧光发射,以联吡啶钌为对照荧光量子产率为0.2,其660 nm处的荧光能被三价和二价铁离子淬灭,其特征在于制备方法按照下述步骤进行:以5’-CCC TCC CTT CCC TCC CCG GGC CAA GAG TGT GCT AAA-3’的小分子核酸为模版,将小分子核酸和AgNO3溶液混合于柠檬酸钠缓冲液中;将混合溶液转到水浴加热,温度升到70~80 ℃后稳定三分钟,缓慢降温到室温,降温时间为3.5-6小时;最后在上述溶液中以摩尔比BH4 -:Ag+ = 1:1~2:1加入NaBH4溶液,混匀于室温避光保存10分钟后转到4 ℃避光保存24-40小时;即可得到稳定的荧光探针。
3.如权利要求2所述的一种荧光核酸银的制备方法,其特征在于:所述柠檬酸钠缓冲液的pH值为 5,浓度为10 mM。
4.如权利要求2所述的一种荧光核酸银的制备方法,其特征在于:所述小分子核酸与Ag+的浓度分别为6.4 μM和100~200 μM。
5.如权利要求4所述的一种荧光核酸银的制备方法,其特征在于:所述Ag+的浓度为200 μM。
6.如权利要求2所述的一种荧光核酸银的制备方法,其特征在于:所述温度为小分子核酸的Tm值,75 ℃。
7.如权利要求2所述的一种荧光核酸银的制备方法,其特征在于:所述降温时间为3.5小时。
8.如权利要求2所述的一种荧光核酸银的制备方法,其特征在于:所述BH4 -:Ag+ 的摩尔比例为2:1。
9.如权利要求2所述的一种荧光核酸银的制备方法,其特征在于:所述NaBH4溶液的浓度为10 mM;所述避光保存的时间为36小时。
10.权利要求2制备的荧光核酸银在荧光光谱法快速检测溶液中二价和三价铁含量的运用,其特征在于;用于定性和定量分析三价和二价铁的总量以及低浓度二价铁(10-9 ~10-5μM)和三价铁(10-6~10-1μM)的定性分析。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410391996.3A CN104178483B (zh) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | 一种荧光核酸银及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410391996.3A CN104178483B (zh) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | 一种荧光核酸银及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104178483A true CN104178483A (zh) | 2014-12-03 |
CN104178483B CN104178483B (zh) | 2016-12-07 |
Family
ID=51959831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410391996.3A Expired - Fee Related CN104178483B (zh) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | 一种荧光核酸银及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104178483B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105400780A (zh) * | 2015-10-22 | 2016-03-16 | 江苏大学 | 一种荧光核酸银及其制备方法和应用 |
CN105710389A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-06-29 | 中南大学 | 一种增强银纳米簇的荧光和提高其抗氧化活性的工艺 |
CN105785688A (zh) * | 2016-05-02 | 2016-07-20 | 福建医科大学 | 基于金纳米团簇-聚电解质复合物的nor固相逻辑门 |
CN106018370A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-10-12 | 天津大学 | 含酶偶联核酸-银纳米探针的胃癌检测试剂盒 |
CN107596436A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-19 | 天津大学 | 一种脱氧核糖核酸荧光水凝胶及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103008682A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-03 | 湖南科技大学 | 以普通dna为稳定剂合成荧光银纳米簇的方法 |
CN103602670A (zh) * | 2013-08-06 | 2014-02-26 | 江苏大学 | 一种用于检测缺氧诱导因子的荧光纳米核酸银的制备方法 |
CN103913443A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-09 | 安徽师范大学 | 一种基于DNA-银纳米簇(DNA-Ag NCs)适体传感器,及其制备方法,用途以及检测方法 |
-
2014
- 2014-08-12 CN CN201410391996.3A patent/CN104178483B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103008682A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-03 | 湖南科技大学 | 以普通dna为稳定剂合成荧光银纳米簇的方法 |
CN103602670A (zh) * | 2013-08-06 | 2014-02-26 | 江苏大学 | 一种用于检测缺氧诱导因子的荧光纳米核酸银的制备方法 |
CN103913443A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-09 | 安徽师范大学 | 一种基于DNA-银纳米簇(DNA-Ag NCs)适体传感器,及其制备方法,用途以及检测方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ZHAO T T等: "Multi-DNA–Ag nanoclusters: reassembly mec hanism and sensing the change of HIF in cells", 《J. MATER. CHEM. B》 * |
嘎鲁等: "寡聚核苷酸保护的银纳米簇的生成及其在生物成像中的应用", 《安徽农业科学》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105400780A (zh) * | 2015-10-22 | 2016-03-16 | 江苏大学 | 一种荧光核酸银及其制备方法和应用 |
CN105710389A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-06-29 | 中南大学 | 一种增强银纳米簇的荧光和提高其抗氧化活性的工艺 |
CN105710389B (zh) * | 2016-04-20 | 2018-12-25 | 中南大学 | 一种增强银纳米簇的荧光和提高其抗氧化活性的工艺 |
CN105785688A (zh) * | 2016-05-02 | 2016-07-20 | 福建医科大学 | 基于金纳米团簇-聚电解质复合物的nor固相逻辑门 |
CN106018370A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-10-12 | 天津大学 | 含酶偶联核酸-银纳米探针的胃癌检测试剂盒 |
CN106018370B (zh) * | 2016-07-06 | 2019-01-29 | 天津大学 | 含酶偶联核酸-银纳米探针的胃癌检测试剂盒 |
CN107596436A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-19 | 天津大学 | 一种脱氧核糖核酸荧光水凝胶及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104178483B (zh) | 2016-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104178483A (zh) | 一种荧光核酸银及其制备方法和应用 | |
Dugandžić et al. | A SERS-based molecular sensor for selective detection and quantification of copper (II) ions | |
CN111205280B (zh) | 一种检测次氯酸的比率型荧光探针及其制备方法和应用 | |
CN109266333B (zh) | 一种荧光银纳米团簇探针的制备方法和应用 | |
CN112175608B (zh) | 一种蓝色荧光银纳米团簇及其制备方法与应用 | |
CN105806815A (zh) | 一种检测硫化氢的荧光纳米探针及其制备方法与应用 | |
Basiri et al. | Biologically green synthesized silver nanoparticles as a facile and rapid label-free colorimetric probe for determination of Cu2+ in water samples | |
CN110563685B (zh) | 一种以3-羟基黄酮为荧光团的小分子荧光探针及其制备方法与应用 | |
Li et al. | Nitrogen and chlorine co-doped carbon dots as probe for sensing and imaging in biological samples | |
Lv et al. | Carbon dots doped lanthanide coordination polymers as dual-function fluorescent probe for ratio sensing Fe2+/3+ and ascorbic acid | |
Strianese et al. | Interaction of monohydrogensulfide with a family of fluorescent pyridoxal-based Zn (ii) receptors | |
CN105717089B (zh) | 用于含磷农药检测的传感器及制备和使用方法 | |
CN102706866A (zh) | 一种快速检测多种单一金属离子的检测试剂及其制备和应用 | |
Khan et al. | High biocompatible nitrogen and sulfur Co-doped carbon dots for Hg (II) detection and their long-term biological stability in living cells | |
CN107383078B (zh) | 苯基硼酸酯化合物及包含该化合物的过氧化苯甲酰检测试剂盒 | |
CN107254307A (zh) | 一种银纳米簇荧光囊泡及其制备方法与检测Fe3+的应用 | |
CN105223176A (zh) | 一种利用1,4-二羟基-9,10-蒽醌缩水杨酰肼化合物作为荧光探针检测铜离子的方法 | |
CN105129863A (zh) | 四氧化三铁纳米团簇模拟酶及制备方法以及用其快速检测乳酸的方法 | |
CN107056779A (zh) | 一种希夫碱荧光探针qcs及其制备方法 | |
KR20160004463A (ko) | 은이온에 특이적 형광 증대 현상을 보이는 디옥시리보 핵산 기반의 은나노클러스터와 이의 제조 방법 및 이에 따른 은이온 감응 센서 | |
CN112778530B (zh) | 一种锌基金属有机框架材料及其制备方法和应用 | |
Chen et al. | N-doped carbon dots as the multifunctional fluorescent probe for mercury ion, glutathione and pH detection | |
Yao et al. | Reversible fluorescent detection for sulfide with quinoline-ligated copper complexes and its application in living cells | |
Zhang et al. | Dual-emission ratio fluorescence for selective and sensitive detection of ferric ions and ascorbic acid based on one-pot synthesis of glutathione protected gold nanoclusters | |
CN107739337A (zh) | 一种镉、铝、铅离子螯合剂的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161207 Termination date: 20170812 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |