Использование квантовых точек в качестве флуорофоров для детекции и анализа НК. Спетрофлуорометрический контроль ПЦР Докладчик: н.с. ФГУП «НИИПА» Дежуров С.В. Руководитель: к.х.н. Вакштейн М.С. Дубна, 2010 г. • Квантовые точки (КТ) – полупроводниковые кристаллы размером несколько нанометров. Из-за малого размера КТ обладают свойствами, отличными от объемных полупроводников. Пространственное ограничение движения носителей заряда приводит к квантово-размерному эффекту, выражающемуся в дискретной структуре электронных уровней, из-за чего КТ иногда называют «искусственными атомами». Квантовые точки на основе халькогенидов кадмия в зависимости от своего размера флуоресцируют разными цветами Спектры оптического поглощения и эмиссии КТ Общие принципы создания коллоидных КТ с заданными свойствами Оболочка О р г а н и Ядро ч еск о е к о п е и т ы р КТ состоят из ядра (CdS, CdSe), оболочки (CdS/ZnS, ZnS) и органического покрытия, свойства которого определяют физико-химические характеристики КТ КТ покрытые 3меркаптопропионовой кислотой (МРА) Kat+ Kat+ Kat+ Kat+ O O O -O Kat+ S O S O CdS O S S ZnS S S -O O Kat+ O O O Kat+ Kat+ O S S O Kat+ O S S O -O Kat+ O O O Kat+ Kat+ Kat+ Смена лиганда КТ на MPA приводит к формированию частиц с гидрофильными –COOH группами на поверхности. Данный тип КТ легко образует комплексы с белками (самоорганизация за счет электростатических и координационных взаимодействий с остатками аминокислот). Размер частиц примерно соответствует размеру исходных гидрофобных КТ (210нм) КТ с несколькими покрытиями X Гидрофобный лиганд Полимер с гидрофильными группами KT X – химическая группа (-NH2, -COOH, -OH и др.) Контроль формирования комплекса КТбелок методом динамического светорассеяния Представлены данные измерений частиц КТ, флуоресцирующего белка и их комплекса методом динамического светорассеяния. При формировании комплекса размер частиц увеличивается в соответствии с теоретическим расчетом. CdSeZnSMPA pH=8 Средний размер 6,32 нм TagRFP pH=8 Комлекс КТ и TagRFP pH=8 Средний размер 6,94 нм Средний размер 21,19 нм Расчетный размер комплекса dк= dкт+2* dбелка =20,2нм Системы с FRET эффектом 6 Квантовые точки (КТ) в качестве флуорофоров в системах с FRET • • • • 1. Возможность подбора требуемой λem КТ 2. Широкий спектр поглощения 3. Возможность создания фотостабильных КТ 4. Возможность создания КТ с высоким квантовым выходом • 5. Возможность создания мультидентатных систем на основе КТ • 6. Возможность создания нетоксичных биосовместимых КТ Формирование комплекса КТфлуоресцирующий белок приводит к возникновению FRET Титрование TagRFP раствором CdSe/ZnS/MPA; рН=8, 0.2М фосфатный буфер Нормированная флуоресценция, у.е. А – Увеличение интенсивности флуоресценции TagRFP при А титровании раствором КТ CdSe/ZnS/MPA. Насыщение Происходит при соотношении белка к КТ 2 : 1 Добавление 1,3-диаминопропана вызывает диссоциацию комплекса и сдвиг максимума Б эмиссии в синюю область Б- Фотографии растворов в кюветах при облучении УФ-лампой на 312нм демонстрируют наглядность эксперимента Молярное соотношение КТ:TagRFP 1.0 0:1 0.021:1 0.034:1 0.069:1 0.138:1 0.28:1 0.38:1 0.51:1 0.51:0 0.51:1; 1,5М 1,3-диаминопропан 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 450 500 550 600 650 700 Длина волны, нм 1 - TagRFP, lem=582нм 2 - Комплекс CdSe/ZnS/MPA и TagRFP , lem=576нм, значительное увеличение интенсивности флуоресценции за счет FRET 3 - Диссоциация комплекса в присутствии 1,3-диаминопропана приводит к исчезновению FRET, lem=550нм Использование коллоидных квантовых точек для создания конъюгатов и детекции НК (литературные данные) sequence:5′-HS-(CH2)6TTTTTTAATCCGTCGAGCAGAGTT-3′ Наши контакты: Дежуров Сергей Валерьевич, e-mail: sergey.dezhurov@niipa.ru Вакштейн Максим Сергеевич, e-mail: maxim.wakstein@niipa.ru Адреса сайтов интернете: http://niipa.ru/ - сайт ФГУП НИИПА с общей информацией http://www.nanotech-dubna.ru/ - сайт с информацией по нашим продуктам http://melben.ru/ - сайт с информацией по нашим продуктам и возможностью оформления заказа КТ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ