上游引物和下游引物分别连接在金钠米粒子表面的PCR过程示意图
随着纳米技术向生命科学领域的不断渗透, 利用纳米生物技术研究和解决其中的重大问题, 推动纳米生物技术的发展, 成为当前一个重要的前沿领域. 胶状的金纳米粒子(AuNPs), 由于其特殊的物理、化学性质和生物相容性, 在生物电化学、材料学及生物医学等领域有很广泛的应用. 聚合酶链反应(PCR)是一种体外特定核酸序列扩增技术, 是现代分子生物学的实验工作基础之一, 在生命科学、遗传学和医学等领域发挥着重要作用. PCR通常在均一的溶液中进行, 在纳米粒子界面上能否顺利进行PCR是一个具有探索性的问题. 近来, Turner等人利用在微孔表面上的PCR检测了血色素基因的突变; Adessi和Huber等人研究了玻璃表面的PCR, 探讨了研制DNA芯片的可能性; Lockley等人对在尼龙表面的PCR做了初步的探索. 基于纳米粒子的PCR还未见报道. 如果在纳米粒子表面能顺利进行PCR, 把均相体系中的PCR技术扩展到纳米粒子表面, 将大大拓宽PCR技术的应用范围. 因此把引物连接在纳米粒子表面, 研究基于纳米粒子的PCR是有意义的.
上海师范大学生命与环境科学学院沈鹤柏等人系统研究了基于金纳米粒子的聚合酶链反应(PCR). 通过Au-S键将5′端修饰-SH-(CH2)6-的引物连接在金纳米粒子表面, 采用质粒pBluescript SK作为模板, 分别研究了引物浓度、退火温度和循环次数对PCR的影响. 实验研究结果表明: 在优化的条件下, 将上游引物或下游引物连接在金纳米粒子表面以及将上游引物和下游引物分别连接在金纳米粒子表面, 均能顺利进行PCR. 基于金纳米粒子的PCR技术的建立, 将均相体系中的PCR技术扩展到纳米粒子表面, 不仅可以方便目标PCR产物的分离纯化, 而且可以为制备连接在纳米粒子表面的ssDNA和纳米结构材料提供新的方法.