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ColorimetricvisualizationofCu2+basedonCu2+-catalyzedreactionandthesignalamplificationinducedbyK+-aptamer-Cu2+complex2017,?241:498-503倪瑞栋讲解李颖PPT制作

摘要研究背景实验思路总结个人观点

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SensorsandActuatorsB:Chemica影响因子：4.758分析化学二区研究背景

Introduction1.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20μM。15.63μM《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。研究背景

Introduction1.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.Kimetal.,2009;D.Prabhakaranetal.,2007）2.G-quadruplex-Cu2+被证实具有协同催化的能力。（Z.Tangetal.,2007;S.Nakayamaetal.,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.Wuetal.,2016）研究背景

Mechanism实验思路650nmCu2+（5μM）650nm原理简化图OR图1：文献中实验机理（C.T.Wuetal.,2016）。注：TMB（3,3,5,5-四甲基联苯胺）

Experimentcontents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+的区分实验思路

最佳实验条件的筛选-反应时间实验思路图2：加入不同浓度的Cu2+吸收值，在反应120S基本为最佳

最佳实验条件的筛选-DNA浓度实验思路图3：DNA浓度在600nM附近，吸收情况最佳。

最佳实验条件的筛选-K+浓度实验思路图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。

灵敏度比较-催化能力实验思路图5：相同浓度下，四链体复合物催化能力最强（蓝线为对照）

灵敏度检验-Cu2+的催化能力实验思路图6:高浓度Cu2+（μM）级别具有催化能力，且浓度与吸光能力线性相关

灵敏度检验-G四链体的催化能力实验思路图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

灵敏度检验-灵敏度比较实验思路图8：G四链体的在低浓度（0.1μM）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。

特异性研究-不同金属离子实验思路图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。

特异性研究-Cr3+与Cu2+的区分实验思路图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+。

其他方法的对比及应用情况总结图11：该方法的灵敏度较高（100nM起），且线性范围尚可

实际应用情况总结图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。

Z.Tang,A.Marx,Angew.Chem.Int.Ed.46(2007)7297.S.N