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基于银纳米团簇组装诱导荧光增强的DNA单碱基错配位置精确定位
Pinpoint the Positions of Single Nucleotide Polymorphisms(SNPs) by the assembly-induced enhancement of DNA-template silver nanoclusters fluorescence
【Author】 Sichun Zhang;Jie Liu;Song Wang;Xinrong Zhang;Department of Chemistry,Beijing Key Laboratory of Microanalytical Methods and Instrumentation,Tsinghua University;
【机构】 清华大学化学系;
【摘要】 单碱基错配(SNPs)的检测方法主要有DNA测序[1]和DNA生物传感器[2]。DNA测序可以全面的,准确的获取疾病相关DNA的信息,但是其检测步骤复杂、检测周期长、检测费用高。我们利用DNA为模板设计合成了银纳米团簇探针。当加入目标DNA时,两个荧光发射很弱的银纳米团簇通过三段式杂交结构相互靠近,产生荧光增强效应。由于银纳米团簇荧光增强效应只有在两个银纳米团簇组装相互靠近时才能发生,不同SNPs位置的DNA序列与带有银纳米团簇的DNA探针序列杂交的吉布斯自由能不同,所以我们可以通过荧光强度的变化精确指出SNPs在DNA序列上的位置。我们将该纳米探针用于单碱基多态性的检测。对于一个错配碱基,当我们改变错配碱基位置时,该探针发射出的荧光强度不同。对于相同的位置,当我们改变错配碱基个数时,错位个数越多,探针发射的荧光越弱。我们进一步研究了该纳米探针对于相邻位置单碱基错配的区分能力。当单碱基错配的位置从目标DNA的中间依次移动到距离中间位置第13位的碱基时,该纳米探针的荧光强度依次降低,并且具有很好的线性(图1)。基于此良好的线性关系,我们设计的DNA-银纳米团簇荧光增强纳米结构可以用于目标DNA上错配单碱基的精确位置确定。上述纳米探针的合成方法具有非荧光标记,非酶反应,快速廉价等优点,该纳米探针在遗传疾病的早期诊断等领域具有很广泛的应用前景。
【Abstract】 Single Nucleotide Polymorphisms(SNPs) are the most fundamental internal causes for many genetic diseases.However,the location information of SNPs in a specific DNA sequence is not well acquired through current SNPs detection methods,except accurately DNA sequencing.Here we report a DNA-template silver nanoclusters(DNA-AgNCs) assembly consisting of two silver nanoclusters,lights into different fluorescence intensities upon binding SNPs targets with mismatched bases at different positions.The fluorescence intensities of the DNA-AgNCs assemblies decrease linearly when the single mismatched base moves gradually from the middle point to the end side of the target DNA.The DNA-AgNCs assemblies can not only identify the existence of SNPs,but also pinpoint the location of a specific single mismatched base in target DNA in the adjacent positions.This strategy is feasible to detect specific gene point mutations in clinical samples.
- 【会议录名称】 中国化学会第30届学术年会摘要集-第四分会:生物分析和生物传感
- 【会议名称】中国化学会第30届学术年会
- 【会议时间】2016-07-01
- 【会议地点】中国辽宁大连
- 【分类号】Q52
- 【主办单位】中国化学会