Fe^3＋离子修饰的金纳米粒子对DNA的高效吸附.pdfVIP

第 34卷第6期 东 北 电 力 大 学 学 报 Vo1．34．No．6 2014年 12月 JournalOfNortheastDianliUniversity Dee．，2014 文章编号：1005—2992(2O14)06—0001-07 Fe3+离子修饰的金纳米粒子对 DNA的高效吸附 付 娆 (东北电力大学 化学工程学院，吉林 吉林 132012) 摘 要：在谷胱甘肽功能化的金纳米粒子表面螯合Fe”离子后，研究了DNA分子在不同pH和盐 浓度条件下在粒子表面的吸附和脱附行为。在pH4．0的条件下，DNA通过所含的磷酸根基团与粒子 表面的Fe”离子产生配位相互作用而吸附到粒子表面，此过程受盐浓度影响不大。当pH4．0时，由于 溶液中氢氧根离子的竞争作用 ，使 DNA的磷酸根基团不能与 Fe”离子配位，此时只能通过静电或氢键 作用吸附，但是吸附效率很低。因此，Fe”离子修饰的金纳米粒子只在低 pH条件下可以实现对 DNA的 高效吸附。这种基于配位作用的吸附效率要高于盐桥作用，而且不会受到溶液中盐浓度的影响。 关 键 词：DNA；吸附；脱附；配位作用；金纳米粒子 中图分类号：06-6 文献标识码：A 金纳米粒子可以与多种类型生物分子发生相互作用 1-4]，DNA吸附在粒子表面后 ，在生物医学和生 物分析中得到了广泛的应用 。以往工作都是利用静电作用实现 DNA的吸附 卜J，但是在一些复 杂体系中DNA在粒子表面的吸附机制并不十分明确，而且在吸附过程中往往会 由于非特异性吸附而引 入一些其他小分子杂质，而对后续的研究工作产生了不利影响。要解决这些问题，就要明确DNA与粒 子之间的作用。研究发现，将金属离子加入到DNA溶液中后，金属离子能够通过与DNA分子中的磷酸 根络合而引起 DNA分子链的卷曲 ，而这种配位作用往往要大于静电作用。这为我们改善粒子对 DNA的吸附提供了新的思路。我们可以利用这种配位作用将 DNA最大程度地吸附到粒子表面，而且 这种配位作用对盐浓度不敏感并具有很好的选择性，可以避免对其他杂质的非特异性吸附。另外，利用 DNA的惰性部位磷酸根进行反应可以充分保留DNA的活性部位，使 DNA可以更好地进行后续反应。 因此，在本章中，我们研究了表面修饰了Fe抖离子的金纳米粒子对 DNA的吸附和脱附行为。利用 Fe¨ 离子与DNA分子中磷酸根的配位作用可以实现在低pH条件下 DNA分子在金纳米粒子表面的高效吸 附。这种基于配位作用的吸附效率要高于盐桥作用，而且不会受到溶液中盐浓度的影响。 1 实验部分 1．1 试剂与药品 鲑鱼精 DNA(BR)，谷胱甘肽 (98％，C10H17N306S，FW307．33)，氯金酸 (99．9+％，HAuC14·3H2O，FW 393．8)，柠檬酸钠(99．9+％，HAuC14·3H2O，FW393．8)，硫酸镍(I99％，NiSO4·7H2O，FW280．86)，三氯化铁 (99％，FeC13·6HO， 270．21)，氯化钠(AR，NaC1，硎 58．44)购买于Sigma—Aldrich公司。金溶胶的pH 值通过NaOH(0．1moL／L)和HCI(0．1otol／L)水溶液来调节。实验中所有溶液均用电阻率为 18Mn ·cm的高 纯水配制。 收稿 日期：2014-10-08 作者简介：付 娆 (1981一)，女，吉林省吉林市人，东北电力大学化学工程学院讲师，博士，主要研究方向：水相纳米粒子的制备及生 物学应用． 2 东北电力大学学报 第34卷 1．2 测试仪器 紫外吸收测试采用型号为cary一100紫外吸收光谱仪。动力学光散射测试采用Brookhaven仪器公 司出品的型号为BI一90Plus的粒度分析仪，散射角度为90。。透射电子显微镜 (TEM)为HitachiH-8100 Ⅳ型电子显微镜；红外光谱利用Perkin-ElmerSpectrumOneFTIR光谱仪测试，将金纳米粒子样品滴加在 CaF薄片中间，置于持续通气的样品室中