上海应物所DNA-纳米金复合探针

上海应物所发展出高性能DNA-金纳米粒子复合探针制备新方法(图) 2012-08-20 15:16 来源：中国科学院编辑：SpiderDNA-金纳米粒子的复合探针是一种常用的纳米生物材料，在生物检测、治疗乃至纳米光子学中具有广泛的应用。最近，中国科学院上海应用物理研究所物理生物学实验室的研究人员发展出一种制备高性能DNA-金纳米粒子复合探针的新方法。这种探针不仅避免了使用修饰DNA分子，而且能够精确调控金纳米粒子表面DNA分子的密度、取向和构型，显著提高了该探针的识别能力。相关论文已于近日发表于国际学术杂志《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 11876），该杂志同时以DNAGold Nanoparticle Combo Gets Straight A"s为题，进行了“亮点”（Spotlight）报道(J. Am. Chem. Soc., 2012, DOI: 10.1021/ja307593d)。制备DNA-金纳米粒子复合探针的经典方法是通过巯基修饰的DNA分子在纳米金粒子表面的自组装得到的。这种方法中使用了化学修饰的DNA分子，成本较高且操作复杂。尽管多年来研究者已对这一体系进行了系统的优化，但是如何精确控制DNA分子在金纳米粒子表面的密度、取向和构型仍然是一个挑战性问题。上海应用物理所科研人员裴昊和李凡等在樊春海和柳华杰研究员指导下，直接采用天然的DNA序列设计成双嵌段寡核苷酸来解决这些问题。研究首先发现了连续的腺嘌呤碱基(polyA)与金纳米粒子之间存在很强的吸附力，因而将双嵌段序列设计成包含两部分，探针部分用于进行DNA识别，polyA部分则将DNA固定在金纳米粒子上。研究表明，这一新方法不仅可以有效制备稳定的复合探针，而且可以通过改变A碱基的长度来调控纳米金表面上DNA密度，在纳米尺度上精确控制DNA分子之间的距离，从而可以避免DNA分子之间的相互作用，实现探针的高识别活性。通过这种方法制备的DNA-金纳米粒子复合探针具有很高的稳定性和识别活性，可以在短时间内实现对DNA分子的高灵敏快速检测。由于DNA-金纳米粒子复合探针已在纳米生物和医学研究中具有了广泛的应用，可以预期这种新型制备方法将为这些应用提供新的契机。