DNA Adsorption by ZnO Nanoparticles near Its Solubility Limit: Implications for DNA Fluorescence Quenching and DNAzyme Activity Assays
Notice bibliographique
Résumé
Zinc oxide (ZnO) is a highly important material, and Zn(2+) is a key metal ion in biology. ZnO and Zn(2+) interconvert via dissolution and hydrolysis/condensation. In this work, we explore their interactions with DNA, which is important for biointerface, analytical, and bioinorganic chemistry. Fluorescently labeled DNA oligonucleotides were adsorbed by a low concentration (around 5 μg/mL) of ZnO nanoparticles, near the solubility limit. Right after mixing, fluorescence quenching occurred, indicating DNA adsorption. Then, fluorescence recovered, attributable to ZnO dissolution. The dissolution rate followed A5 > T5 > C5. Dissolution was slower with longer DNA. The adsorption affinity was also measured by a displacement assay to be G5 > C5 > T5 > A5, suggesting that tightly adsorbed DNA can retard ZnO dissolution. Electrostatic interactions are important for DNA adsorption because ZnO is positively charged at neutral pH, and a high salt concentration inhibits DNA adsorption. Next, in situ formation of ZnO from Zn(2+) was studied. First, titrating Zn(2+) into a fluorescently labeled oligonucleotide at pH 7.5 resulted in an abrupt fluorescence quenching beyond 0.2 mM Zn(2+). At pH 6, quenching occurred linearly with the Zn(2+) concentration, suggesting the effect of Zn(2+) precipitation at pH 7.5. Second, a Zn(2+)-dependent DNA-cleaving DNAzyme was studied. This DNAzyme was inhibited at higher than 2 mM Zn(2+), attributable to Zn(2+) precipitation and adsorption of the DNAzyme. This paper has established the interplay between DNA, Zn(2+), and ZnO. This understanding can avoid misinterpretation of DNA assay results and adds knowledge to DNA immobilization.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
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