基于氧化石墨烯淬灭效应的DNA传感器特异性检测三聚氰胺
2012-10-16王丽华樊春海
李 静 裴 昊 李 凡 王丽华 樊春海
(中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800)
三聚氰胺(C3H6N6, Melamine, Mel)是广泛应用于塑料工程和农业的原料。近年来,三聚氰胺在食品中的违规添加造成严重后果,引起人们的普遍关注[1,2]。C3H6N6是含氮量很高的三嗪类杂环化合物,每1 kg牛奶中添加0.1 g三聚氰胺,就能提高0.4%的蛋白质含量。常规的凯氏定氮法等全氮测定法无法检测出三聚氰胺,故曾在牛奶和奶粉里过度添加[3,4]。三聚氰胺进入体内会损害生殖、泌尿系统,如膀胱、肾部结石,并可进一步诱发膀胱癌。现有检测方法如气质联用(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC)、表面增强拉曼光谱(SERS)、液相色谱串联质谱(LC-MS/ MS)等有较高灵敏度,但它们均系大型精密仪器、对实验环境及操作人员要求较高、检测时间过长,限制了它们在实际检测中的应用[5–7]。
本文提出一种快速检测方法,其基于氧化石墨烯(graphene oxide, GO)的淬灭效应。GO是新型的纳米材料,其独特的物理化学和光学性质,在生物传感方面的应用十分广泛[8–10]。研究表明,GO可吸附单链DNA形成GO-DNA复合物,并有效淬灭DNA标记染料(如 Fam)的荧光[11–13]。基于三聚氰胺中六元环的平面结构,推测它可与GO表面发生较强作用。三聚氰胺的加入导致其与DNA在GO表面发生竞争,DNA从GO表面脱落进入溶液中,荧光得以恢复。具体为选择一段长度为15 bp、Fam标记的单链DNA序列,通过与GO的吸附形成GO-DNA复合探针,此时Fam-DNA的荧光被有效淬灭。加入三聚氰胺后,荧光得到恢复。图1为GO-DNA传感器检测三聚氰胺示意图。

图1 基于GO/Fam-DNA的传感器检测三聚氰胺Fig.1 The principle of Melamine detection with the GO/Fam-DNA sensor.
1 材料和方法
1.1 试剂与仪器
三聚氰胺溶液的配制:取21 mg粉末溶于1 mL 20%的甲醇/水溶液中,终浓度为 167 mmol/L;……
