CN110702649A - 一种石墨烯-纳米银复合物与双链dna相互作用的检测方法 - Google Patents

一种石墨烯-纳米银复合物与双链dna相互作用的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯‑纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法，通过紫外光谱测定、荧光光谱测定、变温荧光测定可对石墨烯‑纳米银复合物与双链DNA相互作用进行全面检测，对发掘石墨烯‑纳米银复合物在检测双链DNA方面的应用具有重要意义。

Description

一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法
技术领域
本发明属于石墨烯-纳米银技术领域，更具体地说，尤其涉及一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法。
背景技术
生物大分子是构成生命体的基础物质，主要包括蛋白质和核酸。这些大分子对于生命体的成长运动发展有着极其重要的生理功能，例如传递遗传信息，进行新陈代谢，促进生长发育，提供生命能量。脱氧核糖核酸是遗传基因的载体，它具有储存信息和传递信息的能力，是遗传信息的携带者和基因表达的物质基础。可分为单链DNA和双链DNA，单链DNA在分子流体力学性质，碱基反应性质和吸收光谱等方面和双链DNA不同。研究药物与脱氧核糖核酸之间的反应是现代医学，生物学，生命科学的重要方向，对药物的筛选与发展，技术的进步起着重要的作用。
近年来石墨烯的发现引起了人们不断地增加研究关注，来探索新材料在药物输送方面的应用。石墨烯是碳原子SP2杂化堆积成的单层二维蜂窝状晶格结构，具有非凡的物理化学性质，包括高断裂强度，优异的导电和导热能力，载荷子的快速迁移率，高比表面积和良好的生物相容性。在生物医药领域，作为一种新的生物材料，石墨烯及其复合物在广泛的应用范围上提供了令人兴奋的机遇，包括生物传感器，药物输送载体，细胞和生物成像探针。并且石墨烯由单层的六元环结构构成，可视为平面芳香高分子。这种平面结构使其有能力固定大量的物质，包括金属，药物，生物分子，荧光探针和细胞。经过适当改性的石墨烯可以作为一个良好的药物输送平台，并用于抗癌药物，生物传感，生物成像，抗菌应用，细胞培养和组织工程等。
银作为一种传统的抑菌剂，很早就被广泛地用于控菌感染。由于具有抑菌谱广，毒性低，不易产生耐药性和安全性高等特点，银系抑菌剂现已成为重要的无机抑菌剂研究方向。纳米银材料由于其较为特殊的理化性质，在催化、光学、电子、生物医药和生物传感器以及生命医学领域都具有广阔的应用前景。纳米银是把粒径做成纳米级的金属银单质，是一种介于固体和分子之间的状态，它是一种新式的无机非抗生素类材料。纳米银对淋球菌、沙眼衣原体、大肠杆菌等很多类型的细菌，真菌及支原体菌等致病微生物具有很强的杀菌能力，但是不会出现抗药性和耐药性。与宏观尺度银粒相比，银纳米粒子急剧增加的比表面积增加了和细菌的接触机会，然而纳米材料易团聚的特性影响了其稳定性。考虑到石墨烯极大的比表面积，规整的平面二维结构，优异的吸附能力和高化学稳定性，可使其负载银纳米粒子，增加其稳定性，且研究证明，石墨烯与银纳米粒子能产生协同反应，增强抑菌效果。
在当下脱氧核糖核酸的发展背景下，发掘石墨烯-纳米银复合材料在双链DNA方面的应用将对生物医药发展具有重要意义。
现有技术，难以对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用进行全面科学的检测，存在一定的缺陷，因此需要改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法，具体包括如下步骤：
S1、备料：利用化学还原法合成石墨烯-纳米银复合物。
S2、对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用进行紫外光谱测定：利用UV-Vis紫外分光光度计测量，以1200nm/min的速度测定波长范围在200nm到900nm处的吸光度；比色皿中双链DNA溶液的浓度固定为85.5uM，rGO-Ag中的AgNO3的浓度为0mM，0.2mM，0.6mM，1.0mM，1.4mM，1.8mM，2.2mM。
S3、对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA的相互作用进行荧光光谱测定：利用荧光分光光度计对荧光吸收光谱进行测量；激发波长设定在370nm，并且相应的扫描波段是450nm-700nm，激发狭缝和发射狭缝宽度分别为5nm和10nm；双链DNA的浓度为85.5uM，BR的浓度为66uM，rGO-Ag中AgNO3的浓度为0mM，0.6mM，0.8mM，1.0mM，1.4mM，1.8mM，2.2mM。
S4、对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA进行变温荧光测定：测定双链DNA体系的参数设置如下：激发波长370nm，扫描范围450-650nm，激发狭缝5nm，发射狭缝10nm，比色皿内双链DNA的浓度都固定为85.5uM。
S5、对检测结果进行分析。
优选的，在S1中，利用化学还原法合成石墨烯-纳米银复合物，具体操作为：取透析后浓度为1mg/ml的氧化石墨烯25ml，配置银氨溶液，将52.5mgAgNO3溶解于2.5ml去离子水中，并将3％氨水滴入硝酸银水溶液中直到沉淀刚好消失，将刚配置好的银氨溶液和氧化石墨烯水溶液搅拌混合30min，然后加入含有25ml含有0.5g葡萄糖的水溶液，将混合溶液加热搅拌反应1h，待反应溶液自然冷却后，用乙醇和去离子水分别对产物进行3次离心洗涤，将所得固体进行真空干燥。
优选的，在50℃下将刚配置好的银氨溶液和氧化石墨烯水溶液搅拌混合30min。
优选的，将混合溶液加热到95℃，混合溶液在95℃下搅拌反应1h。
优选的，将所得固体在60℃真空干燥24h。
本发明的技术效果和优点：
通过紫外光谱测定、荧光光谱测定、变温荧光测定可对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用进行全面检测，对发掘石墨烯-纳米银复合物在双链DNA方面的应用将对生物医药发展具有重要意义。
附图说明
图1为石墨烯-纳米银复合物的SEM图和TEM图；
图2为双链DNA与不同浓度的rGO-Ag的紫外吸收光谱图；
图3为双链DNA与不同浓度的rGO-Ag的荧光吸收光谱图；
图4为在30℃时rGO-Ag与双链DNA的荧光图；
图5为在35℃时rGO-Ag与双链DNA的荧光图；
图6为双链DNA的AgNPrs-F0/F图；
图7为双链DNA的log[AgNPrs]-log[(F0-F)/F]图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例和说明书附图1-7，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法，具体包括如下步骤：
S1、备料：利用化学还原法合成石墨烯-纳米银复合物，具体操作为：取透析后浓度为1mg/ml的氧化石墨烯25ml，配置银氨溶液，将52.5mgAgNO3溶解于2.5ml去离子水中，并将3％氨水滴入硝酸银水溶液中直到沉淀刚好消失，在50℃下将刚配置好的银氨溶液和氧化石墨烯水溶液搅拌混合30min，然后加入含有25ml含有0.5g葡萄糖的水溶液，将混合溶液升温到95℃，混合溶液在95℃下搅拌反应1h，待反应溶液自然冷却后，用乙醇和去离子水分别对产物进行3次离心洗涤，将所得固体在60℃真空干燥24h。
S2、对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用进行紫外光谱测定：利用UV-Vis紫外分光光度计测量，以1200nm/min的速度测定波长范围在200nm到900nm处的吸光度；比色皿中双链DNA溶液的浓度固定为85.5uM，rGO-Ag中的AgNO3的浓度为0mM，0.2mM，0.6mM，1.0mM，1.4mM，1.8mM，2.2mM。
S3、对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA的相互作用进行荧光光谱测定：利用荧光分光光度计对荧光吸收光谱进行测量；激发波长设定在370nm，并且相应的扫描波段是450nm-700nm，激发狭缝和发射狭缝宽度分别为5nm和10nm；双链DNA的浓度为85.5uM，BR的浓度为66uM，rGO-Ag中AgNO3的浓度为0mM，0.6mM，0.8mM，1.0mM，1.4mM，1.8mM，2.2mM。
S4、对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA进行变温荧光测定：测定双链DNA体系的参数设置如下：激发波长370nm，扫描范围450-650nm，激发狭缝5nm，发射狭缝10nm，比色皿内双链DNA的浓度都固定为85.5uM。
S5、对检测结果进行分析。
石墨烯-纳米银复合物在紫外可见光区有吸收峰，石墨烯的紫外吸收峰位于226nm左右，而413nm是典型的球型银粒子的吸收峰。本实验得到的石墨烯-纳米银复合物的紫外光谱图与文献报道的结果基本相一致，因此可初步推断合成的为石墨烯-纳米银复合物。
对复合物进行SEM和TEM扫描，对纳米银进行形貌表征，由图1可知纳米银为球形，且尺度分布均匀。
如图2所示，石墨烯-纳米银复合物与双链DNA的紫外光谱分析：双链DNA在258nm处有明显的紫外吸收峰。将rGO-Ag与双链DNA混合反应后，在227.5nm和412nm左右出峰。此外，加入rGO-Ag后产生增色效应。这些结果表明rGO-Ag与双链DNA发生了相互作用，形成了rGO-Ag与双链DNA复合物。
如图3所示，石墨烯-纳米银复合物与双链DNA的荧光光谱分析：双链DNA在538nm处有最大荧光强度。加入不同浓度的rGO-Ag后，发生荧光猝灭，且浓度越高猝灭越强。说明rGO-Ag和双链DNA之间发生结合作用。
如图4-7所示，石墨烯-纳米银复合物与双链DNA的变温荧光分析：由以下分析知，提高温度，双链DNA体系的荧光强度整体降低。双链DNA与rGO-Ag的猝灭过程为静态猝灭。ΔG＜0，反应自发进行。ΔH＜0，ΔS＞0，rGO-Ag与双链DNA之间的主要作用力主要为静电作用力。
综上所述：通过紫外光谱测定、荧光光谱测定、变温荧光测定可对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用进行全面检测，对发掘石墨烯-纳米银复合物在双链DNA方面的应用将对生物医药发展具有重要意义。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法，具体包括如下步骤：
S1、备料：利用化学还原法合成石墨烯-纳米银复合物；
S2、对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用进行紫外光谱测定：利用UV-Vis紫外分光光度计测量，以1200nm/min的速度测定波长范围在200nm到900nm处的吸光度；比色皿中双链DNA溶液的浓度固定为85.5uM，rGO-Ag中的AgNO3的浓度为0mM，0.2mM，0.6mM，1.0mM，1.4mM，1.8mM，2.2mM；
S3、对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA的相互作用进行荧光光谱测定：利用荧光分光光度计对荧光吸收光谱进行测量；激发波长设370nm，并且相应的扫描波段是450nm-700nm，激发狭缝和发射狭缝宽度分别为5nm和10nm；双链DNA的浓度为85.5uM，BR的浓度为66uM，rGO-Ag中AgNO3的浓度为0mM，0.6mM，0.8mM，1.0mM，1.4mM，1.8mM，2.2mM；
S4、对石墨烯-纳米银复合物与双链DNA进行变温荧光测定：测定双链DNA体系的参数设置如下：激发波长370nm，扫描范围450-650nm，激发狭缝5nm，发射狭缝10nm，比色皿内双链DNA的浓度都固定为85.5uM；
S5、对检测结果进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法，其特征在于：在S1中，利用化学还原法合成石墨烯-纳米银复合物，具体操作为：取透析后浓度为1mg/ml的氧化石墨烯25ml，配置银氨溶液，将52.5mgAgNO3溶解于2.5ml去离子水中，并将3％氨水滴入硝酸银水溶液中直到沉淀刚好消失，将刚配置好的银氨溶液和氧化石墨烯水溶液搅拌混合30min，然后加入含有25ml含有0.5g葡萄糖的水溶液，将混合溶液加热搅拌反应1h，待反应溶液自然冷却后，用乙醇和去离子水分别对产物进行3次离心洗涤，将所得固体进行真空干燥。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法，其特征在于：在50℃下将刚配置好的银氨溶液和氧化石墨烯水溶液搅拌混合30min。
4.根据权利要求2所述的一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法，其特征在于：将混合溶液加热到95℃，混合溶液在95℃下搅拌反应1h。
5.根据权利要求2所述的一种石墨烯-纳米银复合物与双链DNA相互作用的检测方法，其特征在于：将所得固体在60℃真空干燥24h。
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