Fluorescent Probe for Detection of Microcystin-LR Based on Poly（thymidine）-Copper Nanoclusters and Aptamer-Gold Nanoparticles

doi:10.7503/cjcu20250008

Abstract

Abstract:

A fluorescent probe of poly（thymidine）-copper nanoclusters/aptamer-gold nanoparticles（poly（T）-CuNCs/aptamer-AuNPs） was constructed for highly sensitive sensing detection of microcystin-LR（MC-LR） using DNA template method. Three DNA nucleotides were designed， including MC-LR aptamer， and two poly（thymidine） ssDNA（poly（T） S1 and poly（T） S2）. Using poly（T） S1 and poly（T） S2 as templates， poly（T） S1-CuNCs and poly（T） S2-CuNCs with pink fluorescence were synthesized by reducting Cu²⁺ with ascorbic acid（AA）. Aptamer labeled with thiol groups at two both ends were linked with AuNPs through Au—S bonds to form AuNPs-aptamer- AuNPs bioconjugates. AuNPs-aptamer-AuNPs hybridized with poly（T）-CuNCs to form dsDNA-CuNCs. Fluorescence resonance energy transfer（FRET） occurred between CuNCs and AuNPs in the dsDNA-CuNCs structure， leading to fluorescence quenching of dsDNA-CuNCs. In the presence of target MC-LR， MC-LR specifically bonded with aptamer in dsDNA-CuNCs， resulting in the dissociation of dsDNA structure. The poly（T）-CuNCs were released into the solution， restoring the system's fluorescence. An "off-on" type of fluorescent probe was constructed for the detection of MC-LR. The linear range for MC-LR detection is 1 ng/L—500 µg/L， with a detection limit of 0.3 ng/L （S/N=3）. The proposed fluorescent aptamer probe possesses the advantages of simple preparation， high selectivity， and can be applied for quantitative detection and analysis of MC-LR in real water samples.

Key words: Microcystin-LR, Poly（thymine）-copper nanoclusters, Aptamer-gold nanoparticles, Fluorescent probe

CLC Number:

O657.3

TrendMD:

MENG Hua, A Huaying, LUO Pingxin, ZHANG Yanli, GAO Lianxun, WANG Hongbin, YANG Wenrong, PANG Pengfei. Fluorescent Probe for Detection of Microcystin-LR Based on Poly（thymidine）-Copper Nanoclusters and Aptamer-Gold Nanoparticles[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(5): 20250008.

Figures/Tables 5

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Sample	Added/（μg∙L^-1）	Found/（μg∙L^-1）	RSD（%）	Recovery（%）
River water	0	ND	—	—
	1	0.93	5.4	92.6
	10	9.80	2.2	98.0
	100	105.41	1.7	105.4
Lake water	0	ND	—	—
	1	1.01	2.0	100.6
	10	9.75	4.3	97.5
	100	102.70	3.1	102.7

Sample	Added/（μg∙L^-1）	Found/（μg∙L^-1）	RSD（%）	Recovery（%）
River water	0	ND	—	—
	1	0.93	5.4	92.6
	10	9.80	2.2	98.0
	100	105.41	1.7	105.4
Lake water	0	ND	—	—
	1	1.01	2.0	100.6
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