肽核酸是一种脱氧核糖核酸类似物,具有许多优异的特性,包括与结构化核酸靶点结合的能力、优异的生物和化学稳定性、强特异性的识别能力等。此外,肽核酸的不带电主链可进行独特的实验设计,这些实验设计不能用寡核苷酸或带负电荷的主链类似物来完成。近年来,肽核酸在纳米技术中的应用受到了广泛的关注,已逐渐成为脱氧核糖核酸的重要替代物。碳点是一类尺寸小于10 nm的新型荧光碳纳米材料,由于其强发光特性和良好的溶解性受到人们的广泛关注。与有机染料和传统的半导体量子点相比,碳点具有抗光漂白、易于表面修饰、高溶解度、强化学惰性等优点。此外,由于碳点具有低毒、生物相容性好等优良的生物学特性,在生物传感器、生物成像、生物分子检测以及药物递送等方面具有广泛的应用前景。本文利用肽核酸探针主链不带电荷以及具有较高的结合亲和力和较强的特异性,碳点的荧光发射特性和易于官能化修饰,共同构建核酸分子检测和鉴定的生物传感平台。研究内容主要有两个方向:1、肽核酸调控碳点/金纳米颗粒之间的荧光能量共振转移检测DNA。通过溶剂热法制备的碳点荧光可被金纳米颗粒淬灭,由于PNA可以使金纳米颗粒聚集,荧光淬灭强度降低。当体系中出现目标DNA时,PNA与DNA形成稳定的双链结构,金纳米颗粒处于分散态,碳点荧光淬灭,从而实现目标DNA的检测。2、共价偶联碳点-肽核酸生物探针用于miRNA检测。碳点与肽核酸共价偶联为碳点-肽核酸(CDs-PNA)生物探针。订购羧基荧光素(FAM)标记DNA探针,即FAM-DNA,FAM-DNA与CDs-PNA生物探针的部分序列完全互补并在缓冲溶液进行杂交,此时碳点与FAM发生荧光能量共振转移,FAM荧光强度增强。当出现目标miR-21时,FAM-DNA被置换下来,从而FAM荧光强度降低。因此通过测定FAM荧光信号强度的变化,可以定量体系中目标miR-21的浓度。