八爪鱼状DNA纳米结构和氧化石墨烯增强乙肝病毒DNA检测荧光各异性
1)构建了一种根据八爪鱼状的DNA纳米结构(ODN)和氧化石墨烯(GO)一起增强荧光各向异性的新战略。
(2)运用ODN的刚性结构来间隔染料和GO的间隔,防止GO猝灭荧光,提高了检测的准确性。此外,因为ODN的体积大,靶物竞赛的空间位阻下降,提高了反响的活络度。
(3)一起ODN运用六个poly-A20牢牢吸附在GO上,提高了该办法在杂乱样品检测中的抗干扰才能。
荧光各向异性(FA)是一种根据分子旋转的生物传感办法。它是一种比率测量法,反映了荧光基团的固有特性,如尺度、旋转速度和寿数。与其他荧光剖析办法比较,荧光各向异性法对强度动摇和光漂白的敏感性较低,已大范围的应用于蛋白质、金属离子、小分子、核酸分子等多种靶标的检测,一起它也被用于探求物质之间的相互作用。但是,大多数办法遭到方针分子质量小的约束,导致检测活络度有限。因而,挑选正真合适的FA增强资料,构建具有较高活络度的FA检测的新办法是非常有意义的。
在此工作中,作者建立了一种新式的FA扩大战略。该战略以DNA四面体为骨架,将其规划为八爪鱼形状的DNA纳米结构(ODN),并结合氧化石墨烯(GO)一起增强ssDNA的荧光各向异性值(r),用于活络检测乙型肝炎病毒DNA(HBV-DNA)。
如图1所示,作者用4条DNA单链S1、S2、S3和S4自拼装构成ODN。一起,S1的部分序列被规划为捕获DNA (cDNA),能与探针DNA(pDNA)杂交,其他的DNA经过p-p堆积作用使ODN吸附在GO上。在没有HBV-DNA时,羧基四甲基罗丹明(TAMRA)润饰的pDNA与cDNA经过碱基互补配对杂交。一起,ODN经过6个poly-A20与GO结合,构成ODN-GO复合物。因而,TAMRA的旋转遭到较大质量的GO和ODN的一起约束,得到较高的r值。参加HBV-DNA后,HBV-DNA经过立足点介导的链交流反响与pDNA杂交构成双链(dsDNA)结构,脱离ODN和GO外表。此刻,因为dsDNA的质量较小,在溶液中旋转速度快,TAMRA的FA值较低。因而,经过显着下降的FA值可完成HBV-DNA的活络检测。
首要,用12%聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)证明了ODN的构成。此外,运用原子力显微镜对GO和ODN-GO进行了表征,证明了ODN-GO的成功构建。
接着作者验证了该办法的可行性,证明了只能当GO和ODN一起存在时,Δr/r0最大。ODN-GO增强的Δr/r0值比独自运用ssDNA约高2.5倍,比独自运用GO约高2倍。作者也证明ODN具有较强的刚性结构和较高的增强FA的才能。
最终,在最佳的试验条件下,Δr/r0与HBV-DNA在1 nM-50 nM浓度范围内呈杰出的线),其间c为HBV-DNA浓度(单位为nmol/L)。检测限(LOD)为330 pM (3σ/k)。相较于只要GO增强和只要ODN增强的FA战略,作者提出的办法具有更高的活络度。