[发明专利]基于聚合酶链反应的大小金链状可控组装产物拉曼性质研究的方法

说明书

技术领域

一种基于聚合酶链反应的大小金链状可控组装产物拉曼性质研究的方法，属于材料化学技术领域。

背景技术

纳米材料的自组装是纳米技术的一个研究热点，原因在于自组装纳米材料能够表现出不同于单分散的纳米粒子的独特的光学、电学、磁学和化学性质，通过研究自组装材料的性质可以更好地理解宏观材料的物理和化学性质。链状组装体在光电和生物传感器设备上有很大的应用前景，一般的组装方法为模板法或者分子连接法，但后期的物理或化学处理对粒径间的间距以及组装体的空间排布有不可预计的影响。

聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction)，是分子生物学中应用的基础实验手段，是上世纪80年代中期发展起来的一种体外特定核酸序列扩增技术。它具有特异性强、扩增效率高、快速、简便、重复性好、易实现自动化等优点。纳米技术与生物技术相结合产生的纳米生物技术凭借其独特的性质得到了广泛的研究发展，被越来越多的科研人士所青睐。而金纳米粒子，由于其独特的物理、化学性质及生物相容性，在生物电化学、材料学及生物医学等领域都有很广泛的应用。将纳米材料结合到PCR过程中已成为近年来的研究热点，对于提高PCR的特异性和效率，及组装结构手性性质的研究有很大的作用。本发明首次通过PCR方法进行了大金和小金的链状可控组装。表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering,SERS）是拉曼散射的一种，它可以被简短地描述为当分子吸附在特别制备的金属表面时，它的拉曼信号强度要比简单计算的预期值高出10⁵-10⁶倍的这种现象。本发明首次对不同循环数下PCR组装的不同长度链状组装产物的拉曼强度进行了研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于聚合酶链反应的大金和小金的链状可控组装，并对组装产物的拉曼性质进行研究。

本发明的技术方案：一种基于聚合酶链反应的大小金链状可控组装产物拉曼性质研究的方法，包括大金纳米粒子和小金纳米粒子的合成，其表面的引物修饰，金纳米粒子-引物偶联物的稳定，不同长度的链状可控组装，组装产物的拉曼性质表征。

具体步骤：

（1）25nm金纳米粒子合成

采用柠檬酸三钠还原氯金酸合成25nm金纳米粒子。

（2）10nm金纳米粒子合成

采用单宁酸还原氯金酸合成10nm金纳米粒子。

（3）金纳米粒子和引物的偶联

将新合成的25nm金纳米粒子和巯基修饰的上游引物F-primer偶联，新合成的10nm金纳米粒子和巯基修饰的下游引物R-primer偶联，分别形成金纳米粒子-引物偶联物；

F-primer(50bp)：5’-SH-(CH₂)₆-TGGCTGACCCTGATGAGTTCG-3’，

R-primer(50bp)：5’-SH-(CH₂)_6--GGGCCATGATTACGCCAGTT-3’。

（4）金纳米粒子-引物偶联物的稳定

将金纳米粒子-引物偶联物和巯基修饰的聚乙二醇（PEG₁₀₀₀）反应，以达到稳定金纳米粒子的作用。

（5）链状可控组装

以λDNA为模板，通过优化PCR扩增条件，将金纳米粒子-引物偶联物在PCR体系中进行不同循环数下的组装，离心浓缩，得组装产物。

（6）组装产物的TEM和拉曼性质的表征

组装产物进行TEM和拉曼性质表征。

所述不同粒径金纳米粒子合成：

25nm金纳米粒子合成：将47.5mL的超纯水加入到洁净的三角烧瓶中，搅拌条件下加入2.5mL的浓度为2g/L的氯金酸，加热搅拌，达沸腾，紧接着加入0.9mL1%的柠檬酸三钠溶液，边加热边搅拌，溶液颜色从淡紫色变成红色，反应持续6-8min以使柠檬酸三钠完全沉降；溶液冷却至4℃保藏，即制得粒径为25nm的金纳米粒子；

10nm金纳米粒子合成：配制1mL1%的氯金酸于79mL的超纯水中，混合均匀即为A溶液；将4mL1%柠檬酸三钠溶液、0.1mL1%的单宁酸溶液和0.1mL浓度为25mM的碳酸钾混于15.8mL的超纯水中，即为B溶液；将A和B溶液分别加热到60℃，在高速搅拌下把B溶液迅速加到A溶液中，反应液在60℃下继续搅拌反应，然后溶液加热回流2min，形成亮红色的溶液，最终冷却至室温合成粒径在10nm的金纳米粒子。