基于InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針的DNA檢測

胡先運， 孟鐵宏， 張汝國， 江家志， 黃星宏

(1. 東南大學生物科學與醫學工程學院 生物電子學國家重點實驗室, 江蘇 南京 210096;2. 黔南民族醫學高等專科學校, 貴州 都勻 558000)

基于InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針的DNA檢測

胡先運1,2， 孟鐵宏2， 張汝國2， 江家志2， 黃星宏2

(1. 東南大學生物科學與醫學工程學院 生物電子學國家重點實驗室, 江蘇 南京 210096;2. 黔南民族醫學高等專科學校, 貴州 都勻 558000)

利用巰基丙酸包覆的InP@ZnS 量子點(QDs)與Dured構建了一種檢測DNA的熒光探針。在該探針中，以環境友好型帶負電的InP@ZnS量子點為熒光團，與帶正電的Dured通過靜電結合，構建了InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針。通過熒光共振能量轉移(FRET)機理，量子點熒光被猝滅；當DNA存在時，Dured與DNA的特異性結合使Dured從InP@ZnS QDs表面脫附，FRET過程被打斷，InP@ZnS QDs熒光恢復，以熒光“關-開”方式檢測DNA。該探針檢測DNA的線性范圍為2.0～275.0 ng·L-1，檢測限為1.0 ng·L-1，并可用于模擬生物生理條件下的DNA檢測。

InP@ZnS量子點； 熒光探針； DNA； 熒光共振能量轉移

1 引 言

量子點(Quantum dots,QDs)又稱為半導體納米晶體，相較于傳統的有機染料，具有優良的光學性能和電學性質而被廣泛應用于生物、食品、醫學等研究領域[1-4]。量子點的優勢主要表現在寬的激發光譜、窄而對稱的發射光譜、光穩定性好、發光效率高等方面，有望替代傳統的有機熒光染料，用于各種生物分子的熒光檢測[5-8]。目前，隨著Ⅱ-Ⅵ族 量子點(如 CdTe、CdSe等)制備技術的成熟，其在生物傳感領域已得到很大的發展[9-11]。與之相比，Ⅲ-Ⅴ族量子點(如InP)的制備要求苛刻，其應用受到了很大限制。然而，InP 量子點具有較低的毒性，不含有Cd、Hg等有毒元素，其光譜范圍覆蓋可見及近紅外區(500～850 nm)，并且具有相對較小的粒子尺寸。優異的生物相容性以及光學性能，使得 InP 量子點在生物醫學成像等領域表現出誘人的前景[12-15]。

DNA作為遺傳信息的載體，其與有機小分子相互作用的研究對于闡明DNA靶標藥物與 DNA相互作用機制以及疾病的起源具有重要意義,是分子生物學和生命化學研究領域的熱點[16-17]，同時核酸的定量分析是核酸研究的基礎。熒光分析法因其簡便快速、靈敏度高的優點, 已成為核酸分析的最重要手段之一[18-20]。目前與DNA相互作用的小分子熒光染料主要有二苯并咪唑、溴化乙啶及其二聚體以及Dured(5,5′-(6,22-二氧11,14,17-三氧雜-7,21-二氮雜二十七烷-1,27-二基)雙(3,8-二氨基-6-苯基菲啶-5-碘化銨))等[16]，其作為核酸探針的檢測靈敏度主要取決于熒光染料的高量子產率以及與DNA相互作用的特異性。但是，有機熒光染料容易發生光漂白現象而使其信號減弱, 從而限制了其在痕量核酸檢測中的應用。實現DNA靈敏檢測依然是眾多研究者致力的方向，篩選和構建DNA有效識別體是實現DNA簡單靈敏檢測的有效手段。

利用量子點的優良的熒光性能，目前開始設計三元體系，以DNA特異識別劑作為中間體，用量子點的熒光開關變化間接測定DNA[21-26]。Dured作為DNA的特異插入劑，因其安全、穩定、性價比高的特點，已被逐漸應用于DNA的熒光標記[27-28]。本文基于Dured與DNA的特異性結合，以環境友好型InP@ZnS量子點為熒光團，利用水溶性InP@ZnS QDs的較好的熒光性能以及顏色可調的特性與Dured結合，構建了InP@ZnS QDs的三元體系熒光探針，研究了量子點與Dured的作用機理，通過InP@ZnS QDs熒光“關-開”方式，建立一種簡便快速測定DNA的熒光分析法，為核酸的定量分析以及小分子藥物篩選開辟新的途徑。

2 實 驗

2.1 試劑與儀器

小牛胸腺DNA(DNA)購買于Sigma-Aldrich公司，貯液用pH為7.4的Tris-HCl 緩沖溶液溶解，4 ℃保存備用。Dured購買于Biotium公司；醋酸銦(In(AC)3)、十四烷脂肪酸、硫、硬脂酸鋅、辛胺、巰基丙酸(MPA)購買于Alfa Aesar公司；十八烯(ODE)購于Aldrich；三(三甲硅烷基)膦(P(TMS)3)購買于Strem Chemicals公司。

量子點的熒光和紫外吸收光譜分別在Hitachi F-7000和Hitachi U-4100光譜儀上測量。量子點形貌用JEM-2100透射電子顯微鏡測量。Zeta電位在Malvern Zetasizer Nano-ZS粒徑分析儀(Malvern, U.K.)上測量。超純水(ρ>18 MΩ·cm-1)通過Pall Cascade AN超純水系統制備。

2.2 InP@ZnS QDs制備

按照文獻[29]的方法并加以改進，合成水溶性InP@ZnS QDs，具體合成方法如下：以十四酸銦、三(三甲硅烷基)膦、辛胺為前驅體，采用熱注入法合成InP核。以硬脂酸鋅、硫為前提物質，通過連續離子層吸附反應，在InP核上包覆ZnS殼層。通過調節前驅體比例以及ZnS殼層層數，合成核殼型油溶性InP@ZnS量子點。通過配體交換方法，制備出高質量水溶性MPA-InP@ZnS量子點。取8 mL 10 μmol·L-1油溶性InP@ZnS量子點，加入2 mL MPA，在60 ℃下反應48 h，離心，用氯仿洗去沒有反應的MPA。加入2 mL超純水溶解，調至pH=8，4 ℃保存備用。

2.3 熒光測定

在熒光猝滅實驗中，將不同濃度的Dured水溶液加入到InP@ZnS QDs溶液中，兩者充分混合，InP@ZnS QDs濃度為0.1 μmol·L-1。在熒光恢復實驗中，將一定濃度的DNA水溶液和0.1 μmol·L-1InP@ZnS QDs/Dured水溶液在室溫下混合。所有熒光測量實驗均是在室溫條件下進行的，光電倍增管(PMT)電壓為700 V，狹縫寬度為5 nm。

實驗原理如圖1所示。帶正電的Dured和帶負電的巰基丙酸(MPA)包覆的InP@ZnS量子點靜電吸附,形成InP@ZnS QDs/Dured 納米復合物。由于QDs向Dured存在有效的熒光共振能量轉移(Fluorescence resonance energy transfer，FRET)過程，InP@ZnS QDs/Dured復合物提供了熒光(PL)信號“關”的狀態。有DNA存在時，Dured特異與DNA結合而從InP@ZnS QDs表面脫附，InP@ZnS QDs的熒光恢復，呈現出熒光信號“開”的狀態。因此，通過InP@ZnS QDs/Dured熒光探針的信號“關-開”的形式，能夠靈敏和特異性地識別DNA。

圖1 基于熒光共振能量轉移機制的InP@ZnS QDs/Dured納米復合物檢測DNA示意圖

3 結果與討論

3.1 水溶性InP@ZnS QDs制備

核殼型InP@ZnS QDs合成過程如圖2(a)所示。通過熱注入合成了InP量子點核，由于InP量子點單核的熒光很弱，所以通過連續離子層吸附反應，在其外層包覆ZnS殼層，形成核殼型的InP@ZnS QDs。ZnS殼層可以有效增加QDs的熒光強度，并且可以提高InP QDs的穩定性，如圖2(b)、(c)所示。InP量子點熒光很弱，其熒光量子產率小于1%。包覆第一層ZnS殼層后，量子點熒光顯著增強；包覆第二層ZnS殼層后，量子點的熒光進一步增強，InP@ZnS QDs的熒光量子產率達到34%，結果與文獻[29]結果吻合。InP@ZnS QDs在放置4～6個月后，其熒光沒有明顯變化，說明具有較好的熒光穩定性。通過配體交換方法，我們制備出水溶性MPA包覆的InP@ZnS量子點。由圖2(d)可知，InP@ZnS QDs發射波長的最大發射峰為511 nm(半峰寬為53 nm)，第一吸收峰為454 nm。在紫外燈下，量子點熒光顏色為綠色。將羅丹明B作為標準樣，測得其量子產率為20%。圖2(e)中的透射電子顯微鏡(TEM)以及高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)圖像顯示，水溶性InP@ZnS量子點分散均勻，粒徑為2.8 nm。

3.2 InP@ZnS QDs/Dured納米復合物構建

我們制備了水溶性MPA包覆的綠色InP@ZnS QDs，發射波長為511 nm。將0.1 μmol·L-1的InP@ZnS QDs與不同濃度的Dured混合，帶正電荷的Dured靜電吸附在MPA包覆的InP@ZnS QDs表面，共組裝成InP@ZnS QDs/Dured納米復合物。如圖3(a)所示，隨著加入的Dured濃度的逐漸增加，InP@ZnS QDs的zeta電位呈線性增大。當Dured/InP@ZnS QDs的濃度比大于10∶1時，InP@ZnS QDs表面的zeta電位不再增加，趨于飽和，說明帶正電的Dured靜電吸附到帶負電的InP@ZnS QDs的表面，并且每個InP@ZnS QDs表面平均可以吸附10個分子的Dured。另外，如圖3(b)的紅外光譜所示，所制備的MPA-InP@ZnS QDs/Dured納米復合物與MPA-InP@ZnS QDs出現了Dured的特征振動峰(1 627 cm-1, 1 110 cm-1)。說明Dured已結合在MPA-InP@ZnS QDs表面。

圖2 (a)核殼型的InP@ZnS QDs合成過程示意圖；(b)ZnS殼層對InP量子點熒光強度的影響；(c)InP@ZnS QDs的時間穩定性；(d)綠色InP@ZnS QDs的吸收和發射光譜，插入圖為紫外燈下的熒光圖片；(e)綠色InP@ZnS QDs的透射電鏡(TEM)以及高分辨透射電鏡(HRTEM)圖像。

Fig.2 (a) Schematic illustration of InP@ZnS QDs synthesis. (b) PL intensity changes of InP QDs with different ZnS layers. (c) PL intensity of InP@ZnS QDs under different time. (d) Absorption and emission spectra of InP@ZnS QDs. (e) (HR)TEM images of InP@ZnS QDs.

圖3 (a)不同濃度比的Dured/ InP@ZnS QDs的zeta電位；(b) InP@ZnS QDs、Dured、InP@ZnS QDs/Dured以及InP@ZnS QDs/Dured加入DNA后的離心沉淀物的紅外光譜圖。

Fig.3 (a) Zeta potentials of Dured/ InP@ZnS QDs with different molar ratios. (b) FTIR spectra of MPA-capped InP@ZnS QDs, Dured, the precipitates of InP@ZnS QDs/Dured in the absence/presence of DNA.

3.3 Dured猝滅InP@ZnS QDs的熒光

當不同濃度的Dured加入到0.1 μmol·L-1InP@ZnS QDs中時，如圖4(a)所示，Dured能夠逐漸猝滅InP@ZnS QDs的熒光。當Dured濃度為1.0 μmol·L-1時，InP@ZnS QDs熒光猝滅到原來的29.0%；當Dured濃度為5.0 μmol·L-1時，InP@ZnS QDs熒光猝滅到原來的2.0%。Dured濃度在0～1.0 μmol·L-1范圍內時，InP@ZnS QDs的相對熒光強度(I/I0,I和I0分別是InP@ZnS QDs/Dured和原始0.1 μmol·L-1InP@ZnS QDs的熒光強度)與Dured的濃度呈現出線性關系，R2=0.992，如圖4(b)所示。這表明當Dured濃度較低(0～1.0 μmol·L-1)時，Dured能夠完全吸附到InP@ZnS QDs表面；當Dured濃度大于1.0 μmol·L-1后，Dured不能完全吸附到InP@ZnS QDs表面。為了構建對DNA靈敏的InP@ZnS QDs/Dured熒光探針，我們將0.1 μmol·L-1InP@ZnS QDs和1.0 μmol·L-1的Dured(Dured和InP@ZnS QDs濃度比為10∶1)自組裝構建InP@ZnS QDs/Dured熒光探針。

圖4 (a) InP@ZnS QDs溶液中加入不同濃度Dured后的熒光光譜；(b)相對熒光強度的變化。

Fig.4 (a) PL spectra of 0.1 μmol·L-1InP@ZnS QDs with different Dured concentration. (b) Relationship between relative PL intensity (I/I0) of InP@ZnS QDs and Dured concentration.

3.4 InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針檢測DNA

圖5(a)為InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針中加入不同濃度DNA的熒光光譜圖。隨著加入的DNA濃度增加，InP@ZnS QDs/Dured復合物的熒光強度逐漸增大。當DNA濃度增加到400.0 ng·L-1時，探針熒光恢復到原來的約76%。我們進一步建立了DNA濃度與InP@ZnS QDs/Dured復合物熒光恢復強度之間的線性響應關系，如圖5(b)所示。當DNA的濃度在2.0～275.0 ng·L-1范圍內變化時，DNA的濃度與InP@ZnS QDs/Dured復合物的相對熒光強度(I/I0)呈現出良好的線性關系(I是InP@ZnS QDs/Dured中加入DNA后的熒光強度，I0是原始InP@ZnS QDs的熒光強度)，線性方程為I/I0=0.274+0.0017×CDNA(R2=0.998)。根據3σ IUPAC標準，得到的檢測限為1.0 ng·L-1。繼續增加DNA濃度，InP@ZnS QDs/Dured復合物的相對熒光強度變化逐漸平緩。當DNA濃度達到350.0 ng·L-1時，InP@ZnS QDs/Dured的熒光恢復達到飽和。另外，我們通過測量InP@ZnS QDs/Dured復合物中加入DNA后的離心沉淀物的紅外光譜，如圖3(b)所示，進一步驗證了加入DNA 后，打斷了InP@ZnS QDs和Dured的相互作用。當50.0 ng·L-1DNA加入到InP@ZnS QDs/Dured復合物中時，其離心沉淀物的紅外光譜中Dured的特征振動峰減弱(1 627 cm-1,1 110 cm-1)。當加入400.0 ng·L-1DNA后，其離心沉淀物的FTIR光譜中的Dured的特征振動峰消失，并且與InP@ZnS QDs的相同，證明在InP@ZnS QDs/Dured探針中加入DNA，其熒光恢復是由于加入的DNA使Dured從InP@ZnS QDs表面脫附。

圖5 (a) InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針中加入DNA的熒光恢復光譜；(b)相對熒光強度曲線。

Fig.5 (a) PL spectra representing the recovery of InP@ZnS QDs/Dured fluorescent nanoprobe by DNA. (b) Relationship betweenI/I0and DNA concentration.

3.5 InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針的選擇性

生物體液中含有一些常見生物分子和離子，如氨基酸、無機離子等，我們對其對InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針檢測體系的干擾進行了考察，如圖6所示。在檢測300 ng·L-1的DNA時，其他常見離子和生物分子允許倍率分別為:100倍的葡萄糖、甘氨酸、色氨酸、丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸，以及10倍的常見金屬離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+及Cl-。它們均不產生明顯干擾。

圖6 常見生物分子和離子對InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針的影響

Fig.6 Effect of common biomolecules and ions on InP@ZnS QDs/Dured fluorescent nanoprobe

3.6 InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針檢測原理

我們選用綠色帶負電荷的InP@ZnS QDs，其發射波長為511 nm，與帶正電荷的Dured共組裝，兩者相互靠近，形成InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針。Dured在496 nm有很強的吸收峰，如圖7所示。當用365 nm激發量子點時，InP@ZnS QDs在511 nm處的發射光譜與Dured的吸收光譜有很強的重疊，量子點向Dured發生熒光共振能量轉移，量子點的熒光猝滅。當DNA存在時，Dured與DNA結合形成Dured/DNA，其511 nm處的吸收降低，InP@ZnS QDs在511 nm處的發射光譜與Dured/DNA的吸收光譜重疊減少，InP@ZnS QDs與Dured之間的FRET效率降低，量子點熒光恢復。另外，InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針中加入DNA，Dured與DNA結合，從InP@ZnS QDs表面脫附，InP@ZnS QDs與Dured兩者之間距離拉大，FRET效率進一步降低，因此InP@ZnS QDs熒光恢復。

圖7 Dured、Dured/DNA的吸收光譜和InP@ZnS QDs的發射光譜。

Fig.7 Absorption spectra of Dured and Dured/DNA and emission spectra of InP@ZnS QDs, respectively.

3.7 InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針在模擬生理樣品中的應用

為進一步驗證InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針用于實際樣品中DNA測定的可行性，我們進行了模擬生理離子條件為10 mmol·L-1的實驗，pH=7.4的磷酸緩沖溶液中包含140.0 mmol·L-1Na+、5.0 mmol·L-1K+、2.5 mmol·L-1Ca2+、1.0 mmol·L-1Mg2+和20.0 μmol·L-1Fe2+，與人體血清的離子環境類似，結果如表1所示。分析結果表明測定值與理論值相吻合，回收率和相對標準偏差結果較好。因此,可以確定該方法測定DNA具有可行性。

表1 InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針在模擬生理樣品中測定

Tab.1 Analytical results of InP@ZnS QDs/Dured fluorescent nanoprobe under simulated physiological sample

SampleNo.Added/(ng·L-1)Determined/(ng·L-1)Recovery/%RSD/%150.050.5101.02.52200.0198.499.22.1

4 結 論

基于FRET機理，通過MPA包覆的InP@ZnS QDs與Dured構建了一種檢測DNA的熒光探針。在該探針中，以環境友好型帶負電InP@ZnS量子點為熒光團，與正電Dured通過靜電結合，構建了InP@ZnS QDs/Dured納米熒光探針，量子點熒光猝滅。當DNA存在時，Dured與DNA的特異性結合，Dured從InP@ZnS QDs表面脫附，FRET過程被打斷，InP@ZnS QDs熒光恢復，以熒光“關-開”方式檢測DNA。該方法檢測DNA的線性范圍為2.0～275.0 ng·L-1，檢測限為1.0 ng·L-1，并可用于模擬生理條件下的DNA檢測。

[1] BRUCHEZ Jr M, MORONNE M, GIN P,etal.. Semiconductor nanocrystals as fluorescent biological labels [J].Science, 1998, 281(5385):2013-2016.

[2] HU X Y, ZHU K, GUO Q S,etal.. Ligand displacement-induced fluorescence switch of quantum dots for ultrasensitive detection of cadmium ions [J].Anal.Chim.Acta, 2014, 812:191-198.

[3] CLAPP A R, MEDINTZ I L, MAURO J M,etal.. Fluorescence resonance energy transfer between quantum dot donors and dye-labeled protein acceptors [J].J.Am.Chem.Soc., 2004, 126(1):301-310.

[4] 王國慶, 陳兆鵬, 陳令新. 基于核酸適配體和納米粒子的光學探針 [J]. 化學進展, 2010, 22(2-3):489-499. WANG G Q, CHEN Z P, CHEN L X. Aptamer-nanoparticle-based optical probes [J].Prog.Chem., 2010, 22(2-3):489-499. (in Chinese)

[5] BIJU V, ITOH T, ISHIKAWA M. Delivering quantum dots to cells: bioconjugated quantum dots for targeted and nonspecific extracellular and intracellular imaging [J].Chem.Soc.Rev., 2010, 39(8):3031-3056.

[6] ALIVISATOS A P. Semiconductor clusters, nanocrystals, and quantum dots [J].Science, 1996, 271(5251):933-937.

[7] PENG X G, MANNA L, YANG W D,etal.. Shape control of CdSe nanocrystals [J].Nature, 2000, 404(6773):59-61.

[8] BURDA C, CHEN X B, NARAYANAN R,etal.. Chemistry and properties of nanocrystals of different shapes [J].Chem.Rev., 2005, 105(4):1025-1102.

[9] PENG Z A, PENG X G. Formation of high-quality CdTe, CdSe, and CdS nanocrystals using CdO as precursor [J].J.Am.Chem.Soc., 2001, 123(1):183-184.

[10] LI L, QIAN H F, REN J C. Rapid synthesis of highly luminescent CdTe nanocrystals in the aqueous phase by microwave irradiation with controllable temperature [J].Chem.Commun., 2005(4):528-530.

[11] 鄒函君, 曹淵, 徐彥芹, 等. 熒光量子點及其在生物檢測中的應用 [J]. 化學通報, 2012, 75(3):209-215. ZOU H J, CAO Y, XU Y Q,etal.. Fluorescent quantum dots and their application in biological detection [J].Chemistry, 2012, 75(3):209-215. (in Chinese)

[12] MA Q, SU X G. Near-infrared quantum dots: synthesis, functionalization and analytical applications [J].Analyst, 2010, 135(8):1867-1877.

[13] BHARALI D J, LUCEY D W, JAYAKUMAR H,etal.. Folate-receptor-mediated delivery of InP quantum dots for bioimaging using confocal and two-photon microscopy [J].J.Am.Chem.Soc., 2005, 127(32):11364-11371.

[14] YONG K T, DING H, ROY I,etal.. Imaging pancreatic cancer using bioconjugated InP quantum dots [J].ACSNano, 2009, 3(3):502-510.

[15] BRUNETTI V, CHIBLI H, FIAMMENGO R,etal.. InP/ZnS as a safer alternative to CdSe/ZnS core/shell quantum dots:invitroandinvivotoxicity assessment [J].Nanoscale, 2013, 5(1):307-317.

[16] 劉軍, 羅國安, 王義明, 等. 小分子與核酸相互作用的研究進展 [J]. 藥學學報, 2001, 36(1):74-78. LIU J, LUO G A, WANG Y M,etal.. Research development of the interaction of small molecules with nucleic acids [J].ActaPharm.Sinica, 2001, 36(1):74-78. (in Chinese)

[17] 王興明, 黎泓波, 胡亞敏, 等. 蘇木素與DNA相互作用的光譜研究 [J]. 化學學報, 2007, 65(2):140-146. WANG X M, LI H B, HU Y M,etal.. Study on the interaction between hematoxylin and DNA by spectrometry [J].ActaChim.Sinica, 2007, 65(2):140-146. (in Chinese)

[18] 俞英, 吳霖, 譚麗賢. 堿性品紅熒光法測定脫氧核糖核酸及其機理的研究 [J]. 分析化學, 2004, 32(5):628-632. YU Y, WU L, TAN L X. Fluorimetric determination of deoxyribonucleic acid with rosaniline as the probe and its reaction mechanism [J].Chin.J.Anal.Chem., 2004, 32(5):628-632. (in Chinese)

[19] RILEY J, JENNER D, SMITH J C,etal.. Rapid determination of DNA concentration in multiple samples [J].NucleicAcidsRes., 1989, 17(20):8383.

[20] HE S J, SONG B, LI D,etal.. A graphene nanoprobe for rapid, sensitive, and multicolor fluorescent DNA analysis [J].Adv.Funct.Mater., 2010, 20(3):453-459.

[21] ZHU K, HU X Y, GE Q Y,etal.. Fluorescent recognition of deoxyribonucleic acids by a quantum dot/meso-tetrakis(N-methylpyridinium-4-yl)porphyrin complex based on a photo induced electron-transfer mechanism [J].Anal.Chim.Acta, 2014, 812:199-205.

[22] ZHANG L, ZHU K, DING T,etal.. Quantum dot-phenanthroline dyads: detection of double-stranded DNA using a photoinduced hole transfer mechanism [J].Analyst, 2013, 138(3):887-893.

[23] 司芳瑞, 苗艷明, 楊茂青, 等. 基于MPA包覆的Mn摻雜ZnS量子點/米托蒽醌復合體系對DNA的檢測 [J]. 發光學報, 2016, 37(1):13-21. SI F R, MIAO Y M, YANG M Q,etal.. Detection of DNA based on manganese-doped ZnS quantum dots/MTX composite system [J].Chin.J.Lumin., 2016, 37(1):13-21. (in Chinese)

[24] 龔會平, 劉紹璞, 殷鵬飛, 等. 熒光可逆調控研究CdTe量子點-吖啶橙-小牛胸腺DNA的相互作用及分析應用 [J]. 化學學報, 2011, 69(23):2843-2850. GONG H P, LIU S P, YIN P F,etal.. Study on the interaction between CdTe quantum dot-acridine orange-calf thymus DNA by fluorescence reversible control [J].ActaChim.Sinica, 2011, 69(23): 2843-2850. (in Chinese)

[25] 徐靖, 趙應聲, 王洪梅, 等. 應用水相合成的CdTePCdS核殼型量子點熒光探針測定DNA [J]. 分析試驗室, 2006, 25(4):50-53. XU J, ZHAO Y S, WANG H M,etal.. Application of CdTePCdS core-shell quantum dots synthesized in an aqueous solution as fluorescence probe in the determination of nucleic acids [J].Chin.J.Anal.Lab., 2006, 25(4):50-53. (in Chinese)

[26] LIU Y H, TSAI Y Y, CHIEN H J,etal.. Quantum-dot-embedded silica nanotubes as nanoprobes for simple and sensitive DNA detection [J].Nanotechnology, 2011, 22(15):155102-1-7.

[27] 時姍姍, 章如松, 馬恒輝, 等. 介紹一種新型的核酸染料DuRed [J]. 診斷病理學雜志, 2015, 22(2):122. SHI S S, ZHANG R S, MA H H,etal.. DuRed—A novel nucleic acid dye [J].J.Diag.Pathol., 2015, 22(2):122. (in Chinese)

[28] HUANG Q, BAUM L, FU W L. Simple and practical staining of DNA with GelRed in agarose gel electrophoresis [J].Clin.Lab., 2010, 56(3-4):149-152.

[29] XIE R, BATTAGLIA D, PENG X. Colloidal InP nanocrystals as efficient emitters covering blue to near-infrared [J].J.Am.Chem.Soc., 2007, 129(50):15432-15433.

胡先運(1981-)，男，安徽金寨人，博士研究生，副教授，2007年于貴州師范大學獲得碩士學位，主要從事納米熒光傳感方面的研究。

E-mail: huxianyun2004@163.com

InP@ZnS QDs/Dured Fluorescent Nanoprobe for The Detection of DNA

HU Xian-yun1,2*, MENG Tie-hong2, ZHANG Ru-guo2, JIANG Jia-zhi2, HUANG Xing-hong2

(1.StateKeyLaboratoryofBioelectronics,SchoolofBiologicalScienceandMedicalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China;2.QiannanMedicalCollegeforNationalities,Duyun558000,China)

The fluorescent nanoprobe for the detection of DNA was established by utilizing mercaptopropionic acid coated InP@ZnS QDs and Dured. In this nanoprobe. The InP@ZnS QDs/Dured fluorescent nanoprobes were structured by electrostatic interactions between environment friendly, negatively charged InP@ZnS quantum dots and positively charged Dured, and then the fluorescence of InP@ZnS QDs/Dured was quenched through fluorescence resonance energy transfer (FRET). At presence of DNA, DNA and Dured were specific binding, which enable Dured removing from the surface of InP@ZnS QDs and achieving fluorescence recovery of InP@ZnS QDs. Thus, the detection of DNA was realized. The linear range of the InP@ZnS QDs/Dured fluorescent nanoprobes for DNA detection and the detection limit were 2.0-275.0 ng·L-1and 1.0 ng·L-1, respectively. The InP@ZnS QDs/Dured fluorescent nanoprobes can be also used in rapid detection of DNA under simulated physiological conditions.

InP@ZnS quantum dots; fluorescent probe; DNA; FRET

1000-7032(2017)03-0288-08

2016-09-19；

2016-10-15

國家自然科學基金(21545006)； 貴州省自然科學基金(2015GZ48861,2016GZ13752)； 中央高校基本科研業務費專項資金(KYLX0187)； 黔南民族醫專科研基金(QNYZ201601)資助項目 Supported by National Natural Science Foundation of China(21545006); Natural Science Foundation of Guizhou Province(2015GZ48861,2016GZ13752); Special Fund for Basic Scientific Research of Central University(KYLX0187); National Medical Research Foundation of Qiannan(QNYZ201601)

O482.31

A

10.3788/fgxb20173803.0288

*CorrespondingAuthor,E-mail:huxianyun2004@163.com