DNA基金属纳米团簇具有多种类酶活性,在生物分析、细胞成像和癌症治疗等领域展示出颇具潜力的应用前景。本论文设计了七条不同序列的单链DNA,即三条含有不同碱基数目的富C序列(kit、c-myc、HTC)、一条富G序列(TBA)以及分别由三条富C序列与TBA序列组合的富CG序列(kit-TBA、c-myc-TBA、HTC-TBA),以此为模板分别合成了单金属纳米团簇(DNA-M NCs)、双金属纳米团簇(DNA-Fe/M NCs)以及三金属纳米团簇(DNA-Fe/Cu/Ag NCs),并利用TEM和XPS进行表征。主要研究了纳米团簇的类过氧化物酶活性及其影响因素,并对催化性能和催化机理进行了分析,实现了在生物体系中的应用。本文主要研究工作如下:(1)GDC-0068分子式DNA基金属纳米团簇类过氧化物酶活性的研究。以kit-TBA序列为模板,合成了一系列kit-TBA-M NCs,以H_2O_2和chronic infectionTMB为底物测试了这些纳米团簇的类过氧化物酶活性,发现kit-TBA-Fe NCs类酶活性最高,进一步探究了制备纳米团簇时DNA模板和金属离子的浓度对类酶活性的影响。又合成了kit-TBA-Fe/Ag NCs、kit-TBA-Fe/Cu NCs以及kit-TBA-Fe/Cu/Ag NCs,并对催化反应进行的温度和p H进行优化,发现反应体系的温度为25℃,p H=4.0时,催化活性最高。尽管这三种纳米团簇类酶活性与kit-TBA-Fe NCs相近,但kit-TBA-Fe/Ag NCs催化活性略高。利用TEM和XPS对kit-TBA-Fe/Ag NCs和kit-TBA-Fe/Cu/Ag NCs进行了结构表征,平均粒径约为1.8±0.3 nm和1.4±0.2 nm,纳米团簇中金属元素的主要存在形式为Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)、Ag(0)、Cu(0)和Cu(Ⅰ)。(2)kit-TBA基金属纳米团簇类过氧化物酶活性的研究。四种纳米团簇具有良好的稳定性,放置360小时后,相对活性下降10%左右。适当增大纳米团簇的浓度可提高催化活性,但浓度过大反而使催化活性降低。稳态动力学实验表明,kit-TBA-Fe/Ag NCs类酶活性略高于其他团簇的原因在于对H_2O_2和TMB较低的米氏常数(K_m)值,即对两种底物具有较强的亲和力。以对苯二甲酸(TA)为荧光探针,证明了纳米团簇催化H_2O_2的过程中产生了羟基自由基(·OH),其中kit-TBA-Fe/Cu/Ag NCs的荧光强度最强,表明纳米团簇中多种金属元素的协同更能充分催化H_2O_2产生大量·OH。(3)kit-TBA基金属纳米团簇在生物体系中的应用。四种纳米团簇对细胞的生长都有抑制作用,其中kit-TBA-Fe/Cu/Ag NCs毒性最强,催化细胞内源性H_2O_2产生大量ROS,在荧光染料处理后可以看到明显的绿色荧光AZD6738采购;外源H_2O_2的加入诱导ROS的产生以及细胞形态的变化,使毒性增强。或因癌细胞与正常细胞中内源H_2O_2浓度的差异,kit-TBA-Fe/Cu/Ag NCs对两者生长的抑制作用不同,但都表现出时间和浓度依赖性。四种纳米团簇在缓冲体系中对GSH的检测具有良好的选择性和抗干扰能力,线性范围均为1.0-40μM,其中kit-TBA-Fe/Ag NCs对GSH的检出限最低,约为0.15μM。实现了在胎牛血清中对GSH的检测。