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随着分析学科的迅猛发展,各种分析方法也发生着巨大变化。其中,一种新生材料一金属纳米簇引起广大研究者的关注,并广泛应用于各个领域如:环境,食品,医学检测当中。金属纳米簇是一种由几个到几十个金属原子组成且尺寸小于2nm的纳米材料。常见种类有:金纳米簇(AuNCs)、银纳米簇(AgNCs)、铜纳米簇(CuNCs)、铂纳米簇(PtNCs)等。因其独特的超小尺寸结构,展示出与其他金属颗粒截然不同的物理化学性质。金属纳米簇与传统荧光探针相比,具有更优越的荧光特性,在生物细胞成像、疾病诊断与治疗、生物传感、环境监测、生物示踪等方面显现出广泛应用潜力。铜纳米簇作为一种原料容易获取、价格便宜、合成方法简单的金属纳米材料,具备与AuNCs和AgNCs相似的特异光学性能,因此有望替代金、银、铂等贵金属纳米簇。近几年,以DNA为模板制备铜纳米簇的荧光传感器用于各种生物分子的检测越来越普遍了。本文以聚T单链DNA和末端脱氧核苷酸转移酶扩增随机单链DNA形成聚T碱基序列模板合成铜纳米簇为基础,构建了系列荧光传感器用于L-组氨酸的检测。具体研究工作如下:1.设计了一种基于末端脱氧核苷酸转移酶(terminal deoxynucleotidyl transferase,TdT)扩增聚胸腺嘧啶(Thymidine,T)单链DNA-CuNCs荧光传感探针用于检测L-组氨酸(L-His)。TdT酶等温扩增不需模板链,直接在DNA3’-OH末端不断扩增碱基序列,从而扩增DNA链的长度。以自由状态存在于溶液中的随机单链DNA在TdT酶和dTTP作用下扩增形成聚T长链,加入Cu2+,由于DNA的T碱基对Cu2+的亲和作用,使Cu2+保留在DNA骨架中,并在还原剂抗坏血酸钠作用下,还原成Cu0形成CuNCs,产生荧光信号。当L-His存在时,Cu2+优先与L-His的咪唑基特异性螯合,致使进入聚T长链的Cu2+数量减少,从而合成的CuNCs数量也跟着减少,导致荧光信号降低。在荧光传感体系中,L-His的浓度范围在5.000×10-9～5.000×10-4 mol·L-1时产生良好的线性关系,r2=0.9982,计算得出最低检测浓度为3.420×10-9 mol·L-1。该方案对L-His选择性较好,开拓了酶扩增单链铜纳米簇荧光传感探针灵敏检测L-His含量的新思路。2.构建了一种基于辅助因子特异性切割核酶位点与TdT酶等温扩增信号放大的荧光方法用于检测L-His。L-His作为活化剂,对DNA核酶切割位点进行特异性切割,触发酶等温扩增合成铜纳米簇产生荧光响应信号。此方法能够对低浓度的L-组氨酸进行定量检测,且灵敏度较高。在最佳反应条件下,L-His在4.000×10-9 mol·L-1～4.000×10-5 mol·L-1浓度范围内荧光信号呈上升趋势,检出限为3.776×10-9mol·L-1。该方法与其他几种氨基酸相比表现出良好选择性,在成年人体尿液检测中回收率达到96.58%～105.3%。因此,该方法对实际人体尿液中L-组氨酸的检测具有一定可行性。3.设计了一种基于聚T单链DNA-CuNCs荧光传感探针用于检测L-组氨酸的荧光分析方法。DNA中的T碱基与Cu2+有很好的亲合作用,Cu2+在抗坏血酸钠作用下被还原形成铜纳米簇,产生荧光响应信号。加入L-His后,L-His与Cu2+螯合,使得合成的铜纳米簇数量减少,荧光强度下降,实现对L-组氨酸的定量检测。实验结果表明,L-组氨酸浓度与荧光信号值在8.000×10-7 mol·L-1～8.000×10-6 mol·L-1浓度范围内呈线性关系,最低检测浓度为61.73×10-9 mol·L-1。该方法对实际样品检测回收率达到96.54%～103%,因此该方法可用于人体尿液中L-组氨酸的检测。