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实验思路
Mechanism
原理简化图 Cu2+（5μM）
650 nm
OR
650 nm
图1：文献中实验机理（C.T. Wu et al., 2016）。注：TMB（3,3',5,5'-四甲基联苯胺）
实验思路
Experiment contents
一、最佳条件筛选 1.反应时间 2.DNA浓度 3.K+浓度 二、方法灵敏度实验 1.催化能力对照 2.高浓度Cu2+催化能力分析 3.G四链体催化能力分析 三、特异性研究 1.不同金属离子比较 2. Cr3+与Cu2+的区分
Colorimetric visualization of Cu 2+ based on Cu2+ -catalyzed reaction and the signal amplification induced by K+-aptamer-Cu2+ complex
倪瑞栋 讲解 李 颖 PPT制作
2017, 241:498-503
研究背景
Introduction
• 1. 近年来离子浓度光学可视化兴起，并且金属离 子和DNA共同作用的研究有着很大的潜力。 （S. Kim et al.,2009; D. Prabhakaran et al., 2007）
• 2.G-quadruplex-Cu2+被证实具有协同催化的能力。 （Z. Tang et al.,2007; S. Nakayama et al.,2011） • 3.已证实由人的端粒DNA和Cu2+构成的G四链体 Cu2+能够催化水中TMB和H2O2的反应。（C.T. Wu et al., 2016）
实验思路
最佳实验条件的筛选-反应时间
图2：加入不同浓度的
Fra Baidu bibliotek
Cu2+吸收值，在反应
120S基本为最佳
实验思路
最佳实验条件的筛选-DNA浓度
图3：DNA浓度在
600nM附近，吸收 情况最佳。
实验思路
最佳实验条件的筛选-K+浓度
图4：如果K+的浓度太低， 不会生成G四链体，导致低
的催化能力。当K+浓度为
摘要 研究背景
实验思路
总结 个人观点
研究背景
作者介绍
李伟 首都师范大学副教授 领域：物理化学 ，化学工程 研究方向：生物医用纳米材料的制备及应 用等
Sensors and Actuators B: Chemica
影响因子：4.758 分析化学二区
研究背景
Introduction
• 1.铜是在人体内和动物体内都是一种重要的元素。 阿尔兹海默症、家族性肌萎缩侧索硬化（ALS）。 • 2.美国环境保护协会规定铜离子在饮用水中的浓 度必需低于20μ M。 15.63 μ M 《生活饮用水卫 生标准》(GB5749-2006) • 3.当前检测Cu2+手段现状：材料难准备，样品制 备困难，消耗时间长，操作复杂，花费昂贵，可 信度低。
0.1mM时，G四链体铜离子 金属酶的催化活力能达到最
大值，所以我们选择K+的浓
度为0.1mM。
实验思路
灵敏度比较-催化能力
图5：相同浓度下，四 链体复合物催化能力 最强（蓝线为对照）
实验思路
灵敏度检验- Cu2+的催化能力
图6: 高浓度Cu2+（ μ M ）级别具有催化能力，且浓度与吸光能力线性相关
• C.Y. Lei, Z. Wang, Z. Nie, H.H. Deng, H.P. Hu, Y. Huang, S.Z. Yao, Anal. Chem. 87(2015) 1974.
• P. Yang, Y. Zhao, Y. Lu, Q.Z. Xu, X.W. Xu, L. Dong, S.H. Yu, ACS Nano 5 (2011)2147. • J.Y. Jo, H.Y. Lee, W.J. Liu, W. Olasz, C.H. Chen, D.W. Lee, J. Am. Chem. Soc. 134(2012) 16000. • H. Ding, C.S. Liang, K.B. Sun, H. Wang, J.K. Hiltunen, Z.J. Chen, J.C. Shen,Biosens. Bioelectron. 59 (2014) 216. • A. Foroushani, Y.C. Zhang, D. Li, M. Mathesh, H.B. Wang, F.H. Yan, C.J. Barrow, J.Hee, W.R. Yang, Chem. Commun. 51 (2015) 2921. • R. Wu, S.H. Zhang, J.T. Lyu, F. Lu, X.F. Yue, J.G. Lv, Chem. Commun. 51 (2015)8078.
实验思路
灵敏度检验- G四链体的催化能力
图7: 四链体（纳摩尔）级别具有催化能力，且浓度与吸光能力线性相关
实验思路
灵敏度检验-灵敏度比较
图8：G四链体的在低浓度（ 0.1μ M ）时，催化灵敏度远高于铜 离子。说明在G四链体铜离子的影响下，有放大比色信号的作用。
实验思路
特异性研究-不同金属离子
总结
其他方法的对比及应用情况
图11：该方法的灵敏度较高（100nM起），且线性范围尚可
总结
实际应用情况
图11：该方法的准确性较优。其中ICP-MS（M）电感耦合等离子 体质谱，是金属元素分析的设备。
个人观点
• 1.本文的阅读让我们对生物无机课程理解更加深 入。尤其是G四链体的应用。 • 2.本文考虑问题的角度，实验设计值得学习。 • 3.如果能加入对一些机理性（如浓度与灵敏性的 探讨），那文章更加全面。 • 4.创新幅度不大。
图9：有最大的吸 收Cu2+0.788， 接 下来是 Cr3+0.567， 而其余的金属离子 的吸收都相当小。
实验思路
特异性研究-Cr3+与Cu2+的区分
图10：利用His（组氨 酸）呈现了与Cu2+强大 的联系，然而His和Cr3+ 不会发生络合反应原理。 遮盖Cu2+，来确认Cr3+ 干扰情况。 另可利用三羟乙基胺掩 盖Cr3+来检验Cu2+。
参考文献
• Z. Tang, A. Marx, Angew. Chem. Int. Ed. 46 (2007) 7297. • S. Nakayama, J. Wang, H.O. Sintim, Chem. Eur. J. 17 (2011) 5691. • S. Kim, J.W. Park, D. Kim, I.H. Lee, S. Jon, Angew. Chem. Int. Ed. 48 (2009) 4138. • C. Wang, Y. Li, G. Jia, Y. Liu, S. Lu, C. Li, Chem. Commun. 48 (2012) 6232. • D. Prabhakaran, Y.H. Ma, H. Nanjo, H. Matsunaga, Anal. Chem. 79 (2007) 4056. • Q.P. Shen, W.H. Li, S.Y. Tang, Y.F. Hu, N. Zhou, Y. Huang, S.Z. Yao, Biosens.Bioelectron. 41 (2013) 663. • A. Sadollahkhani, A. Hatamie, O. Nur, M. Willander, B. Zargar, L. • Kazeminezhad, ACS Appl. Mater. Interfaces 6 (2014) 17694.