金屬—有機(jī)框架化合物MIL-101在熒光分析法中的應(yīng)用研究.pdf

1、金屬-有機(jī)框架化合物(Metal-Organic Frameworks，MOFs)由于其優(yōu)良的化學(xué)和物理特性，如多樣性的結(jié)構(gòu)和組成、開(kāi)放的金屬位點(diǎn)、可調(diào)節(jié)的孔徑和形貌、優(yōu)良的水穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等，被廣泛的用于分析檢測(cè)、氣體存儲(chǔ)、藥物傳遞和成像、色譜分離、催化等領(lǐng)域。MIL-101（鉻-對(duì)苯二甲酸）作為MOFs家族中優(yōu)秀的一員，因其較好的穩(wěn)定性、大的孔徑和比表面積等，成為了學(xué)者們研究的焦點(diǎn)。然而，關(guān)于MOFs與生物大分子之間的相互作用的報(bào)

2、道還相對(duì)較少。本文研究了MIL-101與DNA之間的相互作用，并將其作為了一個(gè)降低熒光背景和放大熒光各向異性信號(hào)的平臺(tái)，應(yīng)用于HIV-1 DNA、汞離子和碘離子的檢測(cè)。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)對(duì)HIV-1 DNA的高靈敏檢測(cè)當(dāng)用嵌入型染料SYBR Green(I)(SG)為熒光指示劑檢測(cè)DNA時(shí)，由于SG與DNA之間的非特異性吸附作用，導(dǎo)致其背景熒光較高，因此信噪比較低。為解決此問(wèn)題，我們引入了MIL-101作為降低背景信號(hào)

3、的平臺(tái)用于信噪比的提高。當(dāng)不存在靶物DNA時(shí)，由于靜電作用和π-π堆積作用，SG/探針DNA復(fù)合物會(huì)被吸附到MIL-101的表面，從而使SG/探針DNA復(fù)合物的熒光猝滅，背景信號(hào)降低。當(dāng)存在靶物DNA時(shí)，通過(guò)雜交作用能形成DNA雙鏈結(jié)構(gòu)，由于雙鏈DNA的剛性結(jié)構(gòu)和空間位阻，將導(dǎo)致其遠(yuǎn)離MIL-101的表面，同時(shí)，SG會(huì)嵌入雙鏈DNA的凹槽，熒光成倍增強(qiáng)。因?yàn)轶w系的背景信號(hào)的大幅度降低，所以其信噪比增大，靈敏度提高，據(jù)此建立了一種高靈敏的

4、檢測(cè)HIV-1(Human immunodeficiency virus-1，人類免疫缺陷病毒)DNA的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引入MIL-101后，體系的信噪比比原來(lái)提高了～8倍左右，檢測(cè)限達(dá)到了73 pM，且提高了對(duì)單堿基錯(cuò)配的選擇性。
　　(2)雙模式邏輯門用于汞離子和碘離子的檢測(cè)以MIL-101作為降低熒光背景和放大熒光各向異性信號(hào)的平臺(tái)，SG為信號(hào)指示劑，兩段錯(cuò)配了13個(gè)T堿基的DNA序列為汞離子的探針，建立了以熒光信號(hào)和熒

5、光各向異性信號(hào)為輸出信號(hào)的雙模式邏輯門，用于汞離子和碘離子的檢測(cè)。無(wú)MIL-101時(shí)，由于SG/探針DNA的背景熒光較強(qiáng)，體系的信噪比較低;同時(shí)，SG的熒光各向異性值在整個(gè)過(guò)程中變化很小，幾乎不能被檢測(cè)到。引入MIL-101后，當(dāng)沒(méi)有汞離子存在時(shí)，SG/探針DNA被吸附到MIL-101的表面，熒光猝滅，背景信號(hào)降低;通過(guò)MIL-101的吸附作用，SG的質(zhì)量增加，本身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受到限制，熒光各向異性增強(qiáng)。當(dāng)存在汞離子時(shí)，由于汞離子能介導(dǎo)T

6、-Hg2+-T雙鏈結(jié)構(gòu)的形成，該雙鏈能遠(yuǎn)離MIL-101的表面，同時(shí)SG會(huì)嵌入雙鏈DNA的凹槽，熒光增強(qiáng);由于SG遠(yuǎn)離了MIL-101，其旋轉(zhuǎn)比較自由，熒光各向異性值又降低。加入碘離子后，因?yàn)榈怆x子與汞離子有很強(qiáng)的結(jié)合作用，能把T-Hg2+-T雙鏈中的汞離子競(jìng)爭(zhēng)下來(lái)，使雙鏈DNA展開(kāi)為單鏈DNA，因此體系的熒光強(qiáng)度降低，熒光各向異性增強(qiáng)。結(jié)合熒光信號(hào)和熒光各向異性信號(hào)的的變化，我們建立了一個(gè)雙模式的邏輯門并用于汞離子和碘離子的分析，并成