金纳米颗粒聚集以及金纳米探针微阵列技术研究进展
金纳米颗粒,,金纳米颗粒,微阵列,生物检测,评述,摘要,关键词,1引言,2生物分子辅助的GNP聚集和组装,3GNP标记与微阵列检测,4总结与展望
摘要 金纳米颗粒(GNP)探针正引起科学家们越来越多的兴趣。本文主要综述了基于GNP自组装聚集反应的生物检测和微阵列金标银染检测的最新进展,对GNP在电化学等其他领域的研究前沿也进行了探讨。引用文献41篇。关键词 金纳米颗粒,微阵列,生物检测,评述
1 引言
金纳米颗粒(GNP)是直径为0.8~250 nm[1]的缔合胶体,具有纳米表面效应、量子效应、宏观量子隧道效应。按粒子尺寸和聚集情况,GNP可显示不同的颜色,已被广泛用于光学、电学、电子显微镜检测的生物分子标记[2]。单个纳米颗粒的尺寸和颗粒间的组装形式,使胶体Au溶液表现出不同的整体特征。生物分子可参与到GNP的聚集和组装过程中,从而干扰GNP的原始组装方式。通过胶体Au溶液最终的物理状态(如颜色、吸光度等)可得到参与组装的生物分子的“质、量”特征,达到检测的目的。另外,GNP逐渐在生物芯片检测中显现出应用前景。生物芯片技术本身是纳米尺度的分子操作和组装技术,芯片诊断、纳米检测等技术可以在此得到良好的融合。本文着重就GNP自组装以及GNP探针微阵列技术进展作一综述。
2 生物分子辅助的GNP聚集和组装
2.1 DNAGNP探针
灵敏度高、特异性强、快速简单、低成本是生物检测的重要指标。基于GNP聚集反应的分子诊断方法能满足这些要求。Mirkin发现DNA特异杂交可使DNAAu颗粒自组装为复合结构,开创了GNP用于生物检测的新领域[3]。GNP经巯基修饰的短链DNA修饰成为编码探针[4],溶液中加入目标互补DNA后,纳米颗粒发生有序、可逆的聚集反应[5]。聚集后溶液颜色发生红→桃红→紫色变化,几小时出现桃灰色沉淀(DNA胶体金沉淀)。该现象是DNA介导的胶体胶体键合,其过程是可逆的。系统在没有优化的情况下能检测10 fmol的寡核苷酸。
DNA修饰的GNP以非交联结构聚集,对于颗粒表面结合的杂交体末端错配有很好的选择性[6],可对单核苷酸多态性(SNP)进行检测。5个人瘤细胞系的基因组DNA的检测结果与传统方法(质谱、直接测序)一致。这种方法不需要复杂的设备,为SNP医护现场诊断、个性化医疗提供了可能。Storhoff等[7]研究了GNP距离和光学性质的关系,开发出“杂交读出”的比色检测方法,鉴别核酸序列。DNA修饰的金纳米探针识别核酸目标分子后发生颜色变化,可检测到zmol(10-21 mol)级的核酸,不需要目标分子的扩增或信号放大。Snnichsen 等 [8]采用等离子体耦合对金银纳米颗粒间距进行测量 ......
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