崔 亮,张薇婷,林 晖,朱 志,杨朝勇

(厦门大学 化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,谱学分析与仪器教育部重点实验室,福建 厦门 361005)

石墨烯(graphene)是由碳原子以sp2杂化轨道形成六角型蜂巢晶格的平面薄膜[1-2],得益于石墨烯独特的物理、化学及结构性能,石墨烯及其衍生物已被广泛应用于各种领域,包括电子学、材料科学、能源技术、催化科学等[3-5]．作为石墨烯的一种衍生物,氧化石墨烯(graphene oxide,GO)是通过对石墨烯氧化加工而成,具有水溶性好、表面易于修饰等特性,因而在生物分析领域得到了广泛的应用[6],其中一个代表性应用就是利用核酸分子探针与GO的相互作用实现一系列生物分析．自2009年,第一篇报道关于DNA分子探针结合GO用于高灵敏检测DNA和蛋白质[7]以来,GO已经发展为一个通用分析平台用于核酸、蛋白质、核酸酶、小分子及金属离子的检测[8-10]．除此之外,核酸与GO相互作用带来的新的效应,如吸附于GO表面的核酸能够抵抗核酸酶的降解,也被证明并得到了新的应用[11]．在本文里,我们综述了科学家们对GO保护核酸抵抗核酸酶降解的研究及在此研究基础上展开的一系列应用[12]．

1 GO对核酸的吸附、保护性能及机理探讨

图1 荧光标记的ssDNA用于核酸(A)[7]、蛋白质(B)[13]及小分子(C)[14]的检测原理Fig.1 Fluorophore-labeled ssDNA probes for detection of nucleic acid (A)[7],protein (B)[13] and small molecule (C)[14]

2009年,Yang等[7]报道了荧光标记的单链DNA(single strand DNA,ssDNA)探针能够吸附于GO表面,同时荧光信号被淬灭;当与ssDNA完全互补的目标DNA(complementary DNA,cDNA)出现以后,2条链互补结合形成刚性的双链结构，能够脱离GO表面,被淬灭的荧光信号得到恢……