一种基于聚合酶链反应的金纳米棒可控自组装方法

摘要

一种基于聚合酶链反应的金纳米棒可控自组装方法，属于纳米材料的可控组装技术领域。本发明主要的实施步骤为：（1）金纳米棒的制备；（2）金纳米棒分别与上游引物及下游引物的定向修饰；（3）利用定向修饰后的金纳米棒，进行PCR的可控自组装；（4）对PCR产物进行表征。金纳米棒表面的引物定向修饰分别连接在金棒的端面和侧面，应用于PCR体系，经过PCR在金纳米粒子表面的扩增，将金纳米棒进行可控的组装。利用DNA进行金纳米棒的组装，是利用DNA的互补杂交实现的，具有强组装特异性，而利用PCR过程进行金纳米棒的可控组装具有简单，高效等特点，是传统的DNA扩增技术和现代纳米技术的完美结合，是一种新型的组装策略。

主权项

一种基于聚合酶链反应的金纳米棒可控自组装方法，其特征在于利用金纳米棒表面的引物定向修饰分别连接在金纳米棒的端面或侧面，应用于PCR体系，经过在金纳米粒子表面进行PCR，将金纳米棒进行可控的组装；步骤为：（1）金纳米棒的制备；（2）金纳米棒分别与前段引物及末端引物的定向修饰；（3）利用定向修饰后的金纳米棒，进行PCR的可控自组装；（4）对PCR产物进行表征；所用的玻璃仪器都强酸浸泡，双蒸水清洗，烘箱烘干备用；（1）金纳米棒的制备，金纳米棒的制备是利用金种子生长法；金种子的合成：将2.5mL的0.0005M的氯金酸HAuCl4溶于2.5mL的0.2M的十六烷基三甲基溴化铵CTAB溶液中，混合均匀，将0.3mL新配置、预冷的0.01M的硼氢化钠溶液快速加到上述溶液中，并强力混合2min，然后室温25℃放置2h，制得金种子，待用；金纳米棒的生长，生长溶液的配置：将0.15mL、0.004M的AgNO3，5mL、0.001M的HAuCl4溶液加到5mL、0.2M的CTAB溶液中，然后加入70μL的0.0788M的Vc，充分还原2min，加入12μL上述配制的金种子，充分搅拌20s后，于25℃静置，待用；（2）金纳米棒的定向修饰，修饰分为两种方式：侧面修饰和端面修饰，端面修饰为：合成的金纳米棒，浓度2nM，进行10000r/min离心10min，离心沉淀物用0.005M的CTAB溶液重悬，重悬体积为原始体积的1/5，即相对于原始浓度进行5倍浓缩，分别将引物与浓缩后的金纳米棒以摩尔比80︰1的比例进行金纳米棒的端面修饰，室温静置，修饰反应10h，修饰后的金纳米棒7000r/min离心10min，重悬于等体积的0.005M的CTAB溶液中，再离心一次，再重悬于等体积的0.005M的CTAB溶液中，分别制得端面修饰的Au‑F‑端及Au‑R‑端；前段引物F：5’‑TGGCTGACCCTGATGAGTTCG‑3’；末端引物R：5’‑GGGCCATGATTACGCCAGTT‑3’；侧面修饰为：合成的金纳米棒，浓度2nM，进行10000r/min离心10min，离心沉淀物用0.005M的CTAB溶液重悬，重悬体积为原始体积的1/5，即相对于原始浓度进行5倍浓缩，首先将金纳米棒的端面修饰上二硫苏糖醇，修饰比例为二硫苏糖醇:金纳米棒摩尔比15:1，修饰8h，修饰后的金纳米棒7000r/min离心10min，重悬于等体积的0.005M的CTAB溶液中，再离心一次，然后将引物与浓缩后的金纳米棒以摩尔比400:1的比例，分别进行金纳米棒的侧面修饰，引物仍为所述的前段引物F及末端引物R，室温静置，修饰反应10h，修饰后的金纳米棒7000r/min离心10min，重悬于等体积的0.005M的CTAB溶液中；再离心一次，再重悬于等体积的0.005M的CTAB溶液中，分别制得侧面修饰的Au‑F‑侧及Au‑R‑侧；（3）PCR的可控自组装PCR：以λDNA为模板，采用制得的引物Au‑F及Au‑R进行PCR；所述Au‑F及Au‑R分别选用Au‑F‑端及Au‑R‑端，或Au‑F‑侧及Au‑R‑侧；PCR反应体系：dNTPs 1mL，0.5mL的Taq DNA聚合酶，λDNA模板质粒0.5mL，反应缓冲液5mL，分别取Au‑F 4 mL和Au‑R 4 mL，加灭菌水至总体积为50 mL；扩增程序为：94℃ 预变性3 min；94℃变性30 s，60℃退火30 s，72℃延伸1min，10个循环；72℃再延伸10 min；10℃保存，得PCR产物；（4）PCR产物的表征金纳米棒的PCR组装产物，进行投射电镜的表征。