一种基于谷胱甘肽功能化的金纳米团簇荧光探针快速检测DNA浓度的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于金纳米团簇荧光探针快速检测DNA浓度的方法，包括以下步骤：制备谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH-Au NCs）荧光检测探针，该荧光探针可定量检测蒽醌类抗癌药物盐酸米托蒽醌，然后利用DNA与盐酸米托蒽醌的相互作用实现对DNA的定量检测。本发明专利技术提供的荧光检测探针易于制备和保存；所用试剂均无毒副作用；本发明专利技术的荧光检测方法灵敏度高、检出限低、线性范围宽、简便、易操作等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于谷胱甘肽功能化的金纳米团簇荧光探针快速检测DNA浓度的方法
本专利技术属于纳米材料应用
，尤其涉及一种基于金纳米团簇荧光探针快速、灵敏检测DNA浓度的新方法。
技术介绍
近年来，荧光金属纳米团簇，尤其是金纳米团簇(AuNCs)，作为一种新型的荧光探针广受关注。这主要是由于其具有尺寸小、水溶性好、生物相容性好、光稳定性好等特性。迄今为止，利用谷胱甘肽为模板合成荧光纳米金簇荧光检测DNA的工作尚未见报道。检测DNA浓度，有助于研究小分子物质（特别是抗癌药物）与DNA之间的相互作用，在认识基因转录、DNA复制、一些疾病的起源，阐明抗癌药物的作用机制、有效的设计DNA的靶向药物中有着非常重要的作用。目前，已有的检测DNA的方法各有利弊。其中，应用较广的两种方法是基于对鸟嘌呤/药物氧化信号的电化学法[参见：Rauf,S.;Gooding,J.J.;Akhtar,K.;Ghauri,M.A.;Rahman,M.;Anwar,M.A.;Khalid,A.M.J.Pharm.Biomed.Anal.2005,37,205–217.]和基于有机染料的荧光信号变化的荧光法[参见：Ni,Y.;Lin,D.;Kokot,S.Talanta.2005,65,1295–1302.]。然而，这两种方法仍然存在一些局限性，如电化学研究通常在酸性条件下进行，有机染料存在快速光漂白现象。因此亟需一种能快速、灵敏有效检测DNA浓度的新方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺点，提供一种快速、灵敏定量检测DNA浓度的新方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于金纳米团簇荧光探针快速检测DNA浓度的方法，包括以下步骤：步骤一：将谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH-AuNCs）水溶液与pH值为7.0的磷酸盐缓冲液等体积比例混合均匀，取混合溶液于透明石英比色皿中；步骤二：加入一系列不同浓度的盐酸米托蒽醌溶液，分别检测不同浓度盐酸米托蒽醌对金纳米团簇探针荧光信号的影响，绘制盐酸米托蒽醌浓度与探针的荧光强度的线性关系曲线；步骤三：在步骤二荧光猝灭后的AuNCs-MTX体系中加入一系列不同浓度的DNA溶液，检测不同浓度DNA对AuNCs-MTX体系探针荧光信号的影响，绘制AuNCs-MTX体系探针的荧光强度随DNA浓度的增加的线性关系曲线；步骤四：将待测的DNA溶液加入到荧光猝灭后的AuNCs-MTX体系中，检测其对荧光猝灭后的AuNCs-MTX体系荧光强度的影响值，对应步骤三得到的线性关系曲线，计算出待测的DNA溶液的浓度。所述步骤二中谷胱甘肽功能化的金纳米团簇在2.0~18μM浓度范围内，盐酸米托蒽醌浓度与探针的荧光强度呈现出良好的线性关系。所述步骤二中的荧光测试条件为：荧光光谱仪的狭缝宽度设定为20nm，设置激发光波长为392nm，检测570nm波长处的发射峰荧光强度。所述步骤三中DNA浓度在2.0~32μgmL-1范围内，DNA浓度与探针的荧光强度呈现出良好的线性关系。基于蒽醌类抗癌药物与DNA的相互作用，本实验亦可用于检测其他种类DNA浓度，DNA包括小牛胸腺DNA和鱼精DNA。本专利技术的原理是：基于光电子能量转移（PIET）机制，MTX吸附在纳米团簇表面使其荧光猝灭，DNA与MTX结合使其从纳米团簇表面脱离，荧光恢复，采用MTX作为一种模型药物，因其能与DNA有效结合，用来检测DNA浓度。本专利技术所取得的有益技术效果为：荧光检测探针易于制备和保存；所用试剂均无毒。附图说明图1谷胱甘肽功能化的荧光金纳米团簇（GSH-AuNCs）的激发和发射光谱图。图2不同浓度的MTX对GSH-AuNCs的荧光强度的影响图。图3GSH-AuNCs荧光强度和MTX浓度的线性关系图。图4不同浓度的DNA对AuNCs-MTX的荧光强度的影响图。图5AuNCs-MTX体系荧光强度和DNA浓度的线性关系图。具体实施方式实施例1.合成谷胱甘肽（GSH）功能化的荧光金纳米团簇探针，荧光检测DNA浓度。1、合成谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH-AuNCs）荧光探针：谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH-AuNCs）是由谷胱甘肽（GSH）还原氯金酸（HAuCl4•4H20）合成的。分别配置5mM的谷胱甘肽溶液和氯金酸溶液，4℃下避光保存备用。在剧烈搅拌下，将已配置的氯金酸溶液（10mL，5mM）加入到谷胱甘肽溶液（10mL，5mM）中，该混合液在室温、光照条件下连续反应4天。溶液颜色从无色变为深棕色，最后变为浅黄色。将该反应液离心（15000r/min）20分钟，取上层清液。得到谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH-AuNCs）水溶液，其浓度为2.5mM(以金原子的数量计算)，将溶液在4℃的条件下保存备用。谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH-AuNCs）在392nm处激发，在570nm处得到最大发射峰。2、检测抗癌药物——盐酸米托蒽醌（MTX）首先将谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH-AuNCs）水溶液与磷酸盐缓冲液（pH7.0）按1:1的比例混合均匀，配置成1.25mM的溶液，取3ml溶液于四面透光的石英比色皿中。然后加入一系列浓度的溶液，分别检测不同浓度盐酸米托蒽醌对金纳米团簇探针荧光信号的影响（溶液终浓度分别为2.0、4.0、6.0、8.0、10、12、14、16、18μM）。荧光光谱仪的狭缝宽度设定为20nm，设置激发光波长为392nm，检测570nm波长处的发射峰荧光强度。结果显示加入药物后，出现荧光猝灭现象，且随着药物浓度增加，探针荧光信号强度随之减弱，在2.0~18μM浓度范围内，盐酸米托蒽醌浓度与探针的荧光强度呈现出良好的线性关系，其检出限为0.1μM。3、检测小牛胸腺DNA（ctDNA）谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH-AuNCs）的荧光被盐酸米托蒽醌猝灭后能够用DNA恢复，因此可用于检测DNA。在上述荧光猝灭后的AuNCs-MTX体系中加入一系列不同浓度的DNA溶液。分别检测不同浓度DNA对AuNCs-MTX体系探针荧光信号的影响（溶液终浓度分别为2.0、4.0、6.0、8.0、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32μgmL-1）。荧光光谱仪的狭缝宽度设定为20nm，设置激发光谱为392nm，检测570nm波长处的发射峰荧光强度。结果显示加入DNA后，AuNCs-MTX体系探针荧光恢复。且随着DNA浓度增加，探针荧光信号强度随之增强，在2.0~32μgmL-1浓度范围内，DNA浓度与探针的荧光强度呈现出良好的线性关系，其检出限为0.6μgmL-1。作为对比实验，采用牛血清白蛋白功能化的金纳米团簇进行研究，结果显示其荧光强度与MTX呈现出良好的线性关系，但加入DNA后荧光恢复效果不明显，故不能用于对DNA的检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于金纳米团簇荧光探针快速检测DNA浓度的方法，包括以下步骤：步骤一：将谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH‑Au NCs）水溶液与pH 值为7.0的磷酸盐缓冲液等体积比例混合均匀，取混合溶液于透明石英比色皿中；步骤二：加入一系列不同浓度的盐酸米托蒽醌溶液，分别检测不同浓度盐酸米托蒽醌对金纳米团簇探针荧光信号的影响，绘制盐酸米托蒽醌浓度与探针的荧光强度的线性关系曲线；步骤三：在步骤二荧光猝灭后的AuNCs‑MTX体系中加入一系列不同浓度的DNA溶液，检测不同浓度DNA对AuNCs‑MTX体系探针荧光信号的影响，绘制AuNCs‑MTX体系探针的荧光强度随DNA浓度的增加的线性关系曲线；步骤四：将待测的DNA溶液加入到荧光猝灭后的AuNCs‑MTX体系中，检测其对荧光猝灭后的AuNCs‑MTX体系荧光强度的影响值，对应步骤三得到的线性关系曲线，计算出待测的DNA溶液的浓度。

【技术特征摘要】
1.一种基于金纳米团簇荧光探针快速检测DNA浓度的方法，包括以下步骤：步骤一：将谷胱甘肽功能化的金纳米团簇（GSH-AuNCs）水溶液与pH值为7.0的磷酸盐缓冲液等体积比例混合均匀，取混合溶液于透明石英比色皿中；步骤二：加入一系列不同浓度的盐酸米托蒽醌溶液，分别检测不同浓度盐酸米托蒽醌对金纳米团簇探针荧光信号的影响，绘制盐酸米托蒽醌浓度与探针的荧光强度的线性关系曲线；步骤三：在步骤二荧光猝灭后的AuNCs-MTX体系中加入一系列不同浓度的DNA溶液，检测不同浓度DNA对AuNCs-MTX体系探针荧光信号的影响，绘制AuNCs-MTX体系探针的荧光强度随DNA浓度的增加的线性关系曲线；步骤四：将待测的DNA溶液加入到荧光猝灭后的AuNCs-MTX体系中，检测其对荧光猝灭后的AuNCs-MTX体系荧光强度的影响值，对应步骤三得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，姜晓莺，冯大千，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32