以銀奈米團簇作為螢光探針分子來研究人體端粒DNA之結構及其表面之水合動力學

DNA Stabilized Silver Nanoclusters as the Fluorescence Probe for Studying the Structural Fluctuations and the Solvation Dynamics of the Human Telomeric DNA

許紘齊(Hung-Chi Hsu) ； 張智煒(Chih-Wei Chang)

《化學》 73卷4期 (2015/12) Pp. 277-285

https://doi.org/10.6623/chem.2015029

摘要

在本研究中，我們將銀奈米團簇標記在人體端粒序列d[AG_3(T2AG_3)_3] (Hum 22)上，並且針對其光學性質進行詳盡的探討。我們發現在Hum 22上至少會生成兩種具有不同螢光性質之銀奈米團簇。其中發紅光之銀奈米團簇（螢光最大值 = 620 nm）主要黏附在鳥嘌呤上。而發綠光之銀奈米團簇（螢光最大值 = 520 nm）主要是由介於腺嘌呤和鳥嘌呤之間之銀奈米團簇所組成。結果顯示，當Hum 22形成鳥嘌呤-四股結構時，附著於其上的銀奈米團簇之螢光會由於受到氫鍵的作用，而被焠熄。另一方面，我們也利用時間解析螢光光譜技術，針對標記在DNA序列上銀奈米團簇之螢光非等向性，以及水合動力學進行探討。結果顯示銀奈米團簇十分的適合用來標記在DNA序列上作為螢光探針分子使用，並可進一步用來探討DNA在不同環境下之構形變化。

關鍵字

銀奈米團簇 ； 人體DNA端粒結構 ； 螢光非等向性 ； 水合動力學

並列摘要

We have prepared the fluorescent silver nanoclusters (AgNCs) in the human telomeric sequence (d[AG_3(T_2AG_3)_3], Hum 22). There are two types of AgNCsthat can be formed in the Hum 22. The red emissive AgNCs (λ_(em) = 520 nm) are originated from the AgNCs attached on guanine bases, while the green emissive AgNCs (λ_(em) = 620 nm) are due to the AgNCs located between the adenine and guanine bases. We found that the fluorescence of the AgNCs will be significantly quenched when the Hum 22 forms G-quadruplex structure. The fluorescence anisotropy decay dynamics and the time-resolved emission spectra of the AgNCs reveal the structural fluctuation and the solvation dynamics of the Hum 22. The results indicate that the silver nanoclusters are ideal fluorescence probe for human telomeric DNA and might be an important tool for studying the G-quadruplex structure.

並列關鍵字

Silver nanocluster ； Human telomere DNA ； Fluorescence anisotropy ； Hydration dynamics