基于雙鏈dna為模板水溶性發(fā)光銀納米簇的制備方法
【專利摘要】一種基于以富含胞嘧啶堿基的雙鏈DNA為模板的水溶性發(fā)光貴金屬納米簇的制備，首先用富含胞嘧啶堿基的并預(yù)留有6個(gè)胞嘧啶堿基loop環(huán)的單鏈DNA(共29堿基)，通過加入其互補(bǔ)的富含鳥嘌呤堿基的DNA單鏈(共23堿基)，經(jīng)過退火作用形成帶有6個(gè)胞嘧啶loop環(huán)的雙鏈DNA，以此作為模板，通過加入硼氫化鈉還原硝酸銀的方法合成。制備過程簡單、易行、綠色環(huán)保，可以推廣到其它發(fā)光納米材料的制備。此外，用本文所述的方法合成出的納米新材料具有水溶性、高量子產(chǎn)量、光穩(wěn)定性、以及良好的生物相容性等特性，在生物傳感器、細(xì)胞成像、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均有潛在的廣泛應(yīng)用。
【專利說明】基于雙鏈DNA為模板水溶性發(fā)光銀納米簇的制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水溶性發(fā)光貴金屬納米簇的制備領(lǐng)域。具體涉及基于雙鏈DNA作為模板在水相中合成出能夠發(fā)射出特定波長的銀納米簇領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]過去的十年中，由于貴金屬納米簇展現(xiàn)出強(qiáng)有力、和尺寸依賴的熒光發(fā)射光譜，已經(jīng)發(fā)展成為一種新型的突光基團(tuán)[參加:Diez 1.，Ras R.A.Fluorescent silvernanoclusters.Nanoscale, 2011, 3, 1963-1970.]。尤其是以生物大分子物質(zhì) DNA 為模板合成出具有水溶性、良好的生物相容性、發(fā)光的銀納米簇吸引了相當(dāng)廣泛的關(guān)注[參見:Petty J.T., Zheng J., Hud N.V., et al.DNA-templated Ag nanocluster formation.J.Am.Chem.Soc.，2004，126，5207-5212.]。用單鏈DNA作為模板合成發(fā)光銀納米簇，表現(xiàn)出顯著的光譜學(xué)及光物理特性。更重要的是，這些新穎的熒光團(tuán)的合成對DNA序列具有高度依賴性，且其發(fā)射光譜具有可調(diào)性，通過改變核苷酸序列可以獲得從可見光到近紅外范圍內(nèi)的發(fā)射波長的納米簇[參見:Richards C.1.，Choi S.，HsiangJ.C.，et al.0ligonucleotide-stabilized Ag nanocluster fluorophores.J.Am.Chem.Soc.，2008, 130，5038-5039.]。DNA為模板合成的具有發(fā)光特性的納米材料在很多領(lǐng)域均具有潛在的廣泛應(yīng)用例如熒光傳感器、單分子研究、納米尺度的設(shè)備科學(xué)、DNA基礎(chǔ)的納米機(jī)器等[參見:1.Richards C.1., Hsiang J.C., Senapati D., et al.0pticallymodulated fluorophores for selective fluorescence signal recovery.J.Am.Chem.Soc., 2009, 131, 4619-4621.2.Yu J.H., Choi S., Dickson R.M.Shuttle-basedfluorogenic silver-cluster biolabels.Angew.Chem.1nt.Ed., 2009, 48, 318-320.]。到目前為止，還沒有以富含胞嘧啶堿基的雙鏈DNA作為模板來合成發(fā)光納米簇的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于雙鏈DNA為模板制備水溶性發(fā)光貴金屬納米簇的方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]如圖1所示，制備過程是首先利用富含胞嘧啶堿基的并預(yù)留有6個(gè)胞嘧啶堿基loop環(huán)的單鏈DNA,通過加入其互補(bǔ)的單鏈,經(jīng)過退火作用，形成帶有l(wèi)oop環(huán)的雙鏈DNA,以此作為模板，通過加入硼氫化鈉還原硝酸銀的方法合成。
[0006]具體制備過程如下:首先是形成雙鏈DNA模板,加入等當(dāng)量的探針鏈(probe ssDNA, 5’-CCCTMCCCTCCCCCCMCCCTAACCCTA-3’，2 μ Μ)和靶向鏈(target ssDNA, 5’-TAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3’，2 μ M)溶液(DNA溶液的配置方法是將適量DNA干粉溶于相應(yīng)的不同pH值的緩沖溶液中)，混合均勻后將其置于95度恒溫水浴鍋中使之變性15分鐘；取適量體積的上述方法制得的雙鏈DNA溶液，加入適量體積的緩沖溶液，將其置于0°C冰水混合浴中放置5分鐘以上；加入適量體積的硝酸銀溶液(100 μ M)，震蕩15分鐘使之混合均勻；然后，快速加入適量體積的硼氫化鈉溶液(100 μ Μ，現(xiàn)配現(xiàn)用)，繼續(xù)震蕩5分鐘，使之充分反應(yīng)，將制備出的銀納米簇樣品避光保存在4°C放置7小時(shí)，即可用于測試。實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物濃度比例關(guān)系為:DNA模板:硝酸銀:硼氫化鈉=1:6:6。實(shí)驗(yàn)中所用到的緩沖液為Britton-Robinson緩沖溶液。用于生物傳感器、細(xì)胞成像、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
[0007]有益效果:
[0008]1、合成方法可以推廣到其它發(fā)光納米材料的合成領(lǐng)域。
[0009]2、用本文方法合成的納米新材料具有水溶性、高量子產(chǎn)量、光穩(wěn)定性、以及良好的生物相容性等特性。
[0010]3、在生物傳感器、細(xì)胞成像、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均有潛在的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1基于雙鏈DNA為模板發(fā)光銀納米簇制備過程【具體實(shí)施方式】:
[0012]利用富含胞嘧啶堿基的并預(yù)留有6個(gè)胞嘧啶堿基loop環(huán)的單鏈DNA，通過加入其互補(bǔ)鏈，經(jīng)過退火作用，形成帶有l(wèi)oop環(huán)的雙鏈DNA，以此作為模板，加入等當(dāng)量的探針鏈(probe ssDNA, 5，-CCCTAACCCTCCCCCCAACCCTAACCCTA-3，，2 μ Μ)和靶向鏈(target ssDNA,5’-TAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3’，2 μ Μ)溶液(DNA溶液的配置方法是將適量DNA干粉溶于相應(yīng)的不同PH值的緩沖溶液中)，混合均勻后將其置于95度恒溫水浴鍋中使之變性15分鐘；取適量體積的上述方法制得的雙鏈DNA溶液，加入適量體積的緩沖溶液，將其置于0°C冰水混合浴中放置5分鐘以上；加入適量體積的硝酸銀溶液(100 μ M)，震蕩15分鐘使之混合均勻；然后，快速加入適量體積的硼氫化鈉溶液(100 μ Μ，現(xiàn)配現(xiàn)用)，繼續(xù)震蕩5分鐘，使之充分反應(yīng)，將制備出的銀納米簇樣品避光保存在4°C放置7小時(shí)，即可用于測試。實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物濃度比例關(guān)系為:DNA模板:硝酸銀:硼氫化鈉=1:6:6。實(shí)驗(yàn)中所用到的緩沖液為Britton-Robinson緩沖溶液。用于生物傳感器、細(xì)胞成像、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
[0013]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于富含胞嘧啶堿基的雙鏈DNA為模板的水溶性發(fā)光銀納米簇的制備方法，其特征在于:首先是以預(yù)留有6個(gè)胞嘧啶堿基loop環(huán)的富含胞嘧啶堿基的單鏈DNA，通過加入其互補(bǔ)的DNA單鏈，加入等當(dāng)量的探針鏈，和靶向鏈溶液，經(jīng)過退火作用，形成帶有l(wèi)oop環(huán)的雙鏈DNA，以此作為模板，加入等當(dāng)量的探針鏈和靶向鏈溶液，混合均勻后將其置于95度恒溫水浴鍋中使之變性15分鐘；取適量體積的上述方法制得的雙鏈DNA溶液，加入適量體積的緩沖溶液，將其置于0°C冰水混合浴中放置5分鐘以上；加入適量體積的硝酸銀溶液，震蕩15分鐘使之混合均勻；然后，快速加入適量體積的硼氫化鈉溶液，繼續(xù)震蕩5分鐘，使之充分反應(yīng)，合成水溶性發(fā)光銀納米簇。
2.根據(jù)權(quán)利I要求所述的一種基于富含胞嘧啶堿基的雙鏈DNA為模板的水溶性發(fā)光銀納米簇的制備方法，其特征在于，反應(yīng)物濃度關(guān)系:DNA模板:硝酸銀:硼氫化鈉=1:6:6。
3.根據(jù)權(quán)利I要求所述的一種基于富含胞嘧啶堿基的雙鏈DNA為模板的水溶性發(fā)光銀納米簇的制備方法，其特征在于，緩沖液為Britton-Robinson緩沖溶液。
4.根據(jù)權(quán)利I要求所述的一種基于富含胞嘧啶堿基的雙鏈DNA為模板的水溶性發(fā)光銀納米簇的制備方法，其特征在于，探針鏈(probe ssDNA,共29堿基)為:5’-CCCTAACCCTCCCCCCAACCCTAACCCTA-3，，2 μ M。
5.根據(jù)權(quán)利I要求所述的一種基于富含胞嘧啶堿基的雙鏈DNA為模板的水溶性發(fā)光銀納米簇的制備方法，其特征在于，靶向鏈(target ssDNA,共23堿基)為:5’-TAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3，，2 μ M。
6.一種權(quán)利要求1制備方法得到的水溶性發(fā)光銀納米簇的用途，其特征在于用于生物傳感器、細(xì)胞成像、臨床醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。
【文檔編號】B82Y40/00GK103537709SQ201310410441
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】劉國良, 馮大千, 王偉 申請人:鹽城工學(xué)院