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第30 卷 第10 期 核 技 术 Vol. 30, No.10 2007 年10 月 NUCLEAR TECHNIQUES October 2007 纳米粒子PCR产物的纯化及AFM观察 1,2 1 1 1,2 1 米丽娟 李 宾 周化岚 王化斌 胡 钧 1 （中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800 ） 2 （中国科学院研究生院 北京 100049 ） 摘要 适量浓度的纳米金可显著改善PCR 扩增的特异性，提高扩增的灵敏度和反应速度。本文比较了不同方 式处理纳米金优化后扩增产物的纯化效率，同时利用原子力显微镜(AFM)表征了扩增产物的形貌。结果表明， 直接纯化纳米粒子PCR 产物的纯化效率较高，且纳米金不会对大量扩增产物造成影响，但可能影响少量DNA 的形貌；在乙醇沉淀DNA 之前的高速离心步骤，虽纯化效率略为降低，少量DNA 依然会随纳米金共沉降， 但可有效排除扩增产物中的纳米金。 关键词 PCR ，纳米金，DNA 纯化，原子力显微镜 中图分类号 O6.05 利用多种添加剂，如有机小分子、高聚物或者 映生物分子的表面形貌，甚至可在生理状态下观察 蛋白等[1-6]，可明显改善聚合酶链式反应(Polymerase 生物分子的天然状态。Hu[15]等报道了在氨丙基三乙 chain reaction, PCR) 的某些重要特性。这是一种简 氧基硅烷(Aminopropyl triethoxysilane, APS)修饰的 单、有效地优化 PCR 体系的方法。纳米金(Au 云母表面，利用AFM 观察单个伸展的DNA 分子的 nanoparticles, AuNPs) 是近些年来发现的一种优化 研究工作。Rothemund[16]则利用碱基之间的配对关 PCR 反应的新型添加剂，Li H. K.等[7]发现，浓度为 系，构建并用AFM 观察由DNA 分子组成的各种纳 0.4―0.8 nmol/L 的AuNPs 可抑制二次PCR 扩增体 米尺度的几何图形。Lü 等[17]用AFM 定位切割分离 系的非特异性条带的产生，且这种优化能力可在很 DNA 分子，并对其进行单分子PCR 扩增检测。总 宽的温度范围内有效。Li M.等[8]报道，0.7 nmol/L 而言之，AFM 是纳米尺度上研究物质结构、特性和 AuNPs 在改善 PCR 的灵敏度与加快反应速度方面 相互作用的有力手段。尤其是，轻敲模式原子力显 有很好效果。因此，利用纳米材料优化PCR 反应， 微镜(Tapping mode AFM，TMAFM)技术，利用AFM 具有一些独特的优点。然而，AuNPs 自身的电学、 针尖与样品表面短暂而轻微地接触对样品成像，故 光学、热学等物理性质[9]及其与单链DNA 和多种蛋 更宜于对生物样品的研究，也将有助于AuNPs 优化 [10-13]，在优化PCR 反应的同 白质结合的生物学特性 的PCR 产物的形貌观察，从而研究AuNPs 对DNA 时，其复杂、综合的作用方式是否会影响PCR 产物 产物有否影响。 及其进一步应用，尚有不少问题值得探讨。其中的 本文对常规PCR 和AuNPs 优化的PCR 产物的 一个明显问题，是AuNPs 优化的PCR 产物中常常 纯化效果进行比较，建立了一种可应用于纳米粒子 会存在微量AuNPs 红色沉淀。而且，对PCR 体系 PCR 产物纯化的方法；同时，应用TMAFM 对扩增 添加AuNPs 是一种新的PCR 优