СЕЛЕКТИВНЫЙ СЕНСОР ГИГАНТСКОГО КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ ДЛЯ ДВУХВАЛЕНТНОГО ИОНА РТУТИ, ОСНОВАННЫЙ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПОРИСТОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА И ОПОСРЕДОВАННОГО МИШЕНЬЮ СМЕЩЕНИЯ T-БОГАТОЙ ЦЕПИ

На основе использования опосредованного мишенью смещения Т-богатой олигонуклеотидной цепи создан чувствительный и селективный сенсор гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) для двухвалентного иона ртути. Приготовлен дуплекс ДНК/аптамер путем гибридизации тетраметилродамин(TMR)-меченого тимин(T)-обогащенного Hg²⁺ -специального аптамера (TMR-аптамера) и ДНК с тиолированным аденином. Дуплекс может быть иммобилизирован на сенсорной подложке из наночастиц Ag, модифицированных глицидилметакрилатэтилен диметокрилатом (Ag-GMA-EDMA) путем самоассамблирования на TMR-аптамере. В этом случае метка TMR фрагмента приближается к поверхности подложки, вследствие чего вероятность сильного сигнала ГКР значительно возрастает. При добавлении мишени пара TMR-аптамеров может совместно взаимодействовать с Hg²⁺ , вследствие чего образуется стабильная дуплексоподобная структура, опосредованная комплексом Т-Hg²⁺ -Т между двумя смежными ветвями, которая вызывает высвобождение TMR-аптамеров с поверхности подложки и, следовательно, значительное уменьшение сигнала ГКР. Данный оптический сенсор проявляет чувствительность к ионам Hg²⁺ в области их концентраций от 5 нM до 2.0 мкM при пределе обнаружения 2.5 нM. Разработанный сенсор практически нечувствителен к ионам других металлов, он может легко восстанавливаться, что обусловливает перспективы его применения для анализа реальных образцов.

ион ртути, гигантское комбинационное рассеяние, аптамер, T-Hg²⁺-T, глицидилметакрилатэтилен диметакрилат, mercury ion, surface-enhanced Raman scattering, aptamer, T-Hg²⁺-T, glycidyl methacrylate-ethylene dimethacrylate material

1. T. W. Clarkson, L. Magos, G. J. Myers, N. Engl. J. Med., 349, 1731-1737 (2003).

2. L. Magos, A. W. Brown, S. Sparrow, E. Bailey, R. T. Snowden, W. R. Skipp, Arch. Toxicol., 57, 260-267 (1985).

3. H. W. Gao. J. Appl. Spectrosc., 63, 807-811 (1996).

4. Y. Z. Wang, H. Yang, M. Pschenitza, R. Niessner, Y. Li, D. Knopp, A. P. Deng, Anal. Bioanal. Chem., 403, 2519-2528 (2012).

5. V. N. Mehta, S. K. Kailasa, RSC. Adv., 5, 4245-4255 (2015).

6. Z. Guo, G. Chen, G. Zeng, Z. Li, A. Chen, M. Yan, L. Liu, D. Huang, RSC. Adv.,4, 59275-59283 (2014).

7. W. Ma, M. Sun, L. Xu, L. Wang, H. Kuang, C. Xu, Chem. Commun., 49, 4989-4991 (2013).

8. L. Zhang, H. Chang, A. Hirata, H. Wu, Q. K. Xue, M. Chen, ACS Nano, 7, 4595-4600 (2013).

9. T. Kang, S. M. Yoo, I. Yoon, S. Lee, J. Choo, S. Y. Lee, B. Kim, Chem. Eur J., 17, 2211-2214 (2011).

10. Y. Zhu, L. Xu, W. Ma, Z. Xu, H. Kuang, L. Wang, Chem. Commun., 48, 11889-11891 (2012).

11. H. Huang, S. Chen, F. Liu, Q. Zhao, B. Liao, S. Yi, Y. Zeng, Anal. Chem., 85, 2312-2319 (2013)

12. M. Rex, F. E. Hernandez, A. D. Campiglia, Anal. Chem., 78, 445-451 (2006).

13. S. Chen, D. Liu, Z. Wang, D. Cui, X. Chen, Nanoscale, 5, 6731-6735 (2013).

14. P. Dey, I. Blakey, K.J. Thurecht, P.M. Fredericks, Langmuir, 29, 525-533 (2013).

15. P. Dey, I. Blakey, K. J. Thurecht, P. M. Fredericks, Langmuir, 30, 2249-2258 (2014).

16. D. Bhandari, S. M. Wells, S. D. Retterer, M. J. Sepaniak, Anal. Chem., 81, 8061-8067 (2009).

17. Q. Li, Y. Du, H. Tang, X. Wang, G. Chen, J. Iqbal, W. Wang, W. Zhang, J. Raman. Spectrosc., 43, 1392-1396 (2012).

18. Q. Li, Y. Du, X. Wang, P. Cao, T. Sui, Y. Xu, J. Geng, J. Raman. Spectrosc., 44, 1004-1009 (2013).

19. X. Wang, Y. Du, Q. Li, T. Wu, H. Hu, Y. Xu, H. Zhang, Y. Pan, J. Raman. Spectrosc., 45, 47-53 (2014).

20. Y. Miyake, H. Togashi, M. Tashiro, H. Yamaguchi, S. Oda, M. Kudo, Y. Tanaka, Y. Kondo, R. Sawa, T. Fujimoto, T. Machinami, J. Am. Chem. Soc., 128, 2172-2173 (2006).

21. K. Tanaka, Y. Yamada, M. Shionoya, J. Am. Chem. Soc., 124, 8802-8803 (2002).

22. E. Meggers, P. L. Holland, W. B. Tolman, F. E. Romesberg, P. G. Schultz, J. Am. Chem. Soc., 122, 10714-10715 (2000).

23. G. H. Clever, C. Kaul, T. Carell, Angew. Chem. Int. Ed., 46, 6226-6236 (2007).

24. A. Ono, H. Torigoe, Y. Tanaka, I. Okamoto, Chem. Soc. Rev., 40, 5855-5866 (2011).

25. Y. Tanaka, S. Oda, H. Yamaguchi, Y. Kondo, C. Kojima, A. Ono, J. Am. Chem. Soc., 129, 244-245 (2007).

26. J. Anichina, Z. Dobrusin, D. K. Bohme, J. Phys. Chem. B., 114, 15106-15112 (2010).

27. J. H. Lina, W. L. Tseng, Analyst, 139, 1436-1441 (2014).

28. H. Mei, T. Bing, C. Qi, N. Zhang, X. Liu, T. Chang, J. Yan, D. Shangguan, Chem. Commun., 49, 164-166 (2013).

29. Y. Zhang, L. Gao, L. Wen, L. Heng, Y. Song, Phys. Chem. Chem. Phys., 15, 11943-11949 (2013).

30. S. J. Liu, H. G. Nie, J. H. Jiang, G. L. Shen, R. Q. Yu, Anal. Chem., 81, 5724-5730 (2009).

31. D. Han, S.Y. Lim, B.J. Kim, T. D. Chung, Chem. Commun., 46, 5587-5589 (2010).

32. E. Chung, R. Gao, J. Ko, N. Choi, D. W. Lim, E. K. Lee, S. I. Chang, J. Choo, Lab Chip, 13, 260-266 (2013).

33. P. C. Lee, D. Meise, J. Phys. Chem., 86, 3391-3395 (1982).

34. F. Svec, J. M. J. Frechet, Anal. Chem., 64, 820-822 (1992).

35. C. Yang, Y. Wei, Q. Zhang, H. Hu, Y. Zhang, Talanta, 66, 472-478 (2005).

36. D. Li, A. Wieckowska, I. Willner, Angew. Chem. Int. Ed., 47, 3927-3931 (2008).

37. R. A. Wolkow, M. Moskovits, J. Chem. Phys., 87, 5858-5869 (1987).

38. A. Campion, P. Kambhampati, Chem. Soc. Rev., 27, 241-250 (1998).