マラカイト緑/G四重鎖に基づくデオキシリボヌクレアーゼI活性の測定のためのラベルのない近赤外蛍光アッセイ

デオキシリボヌクレアーゼI（DNase I）の生物学的および臨床的意義により、DNase I活性の測定のために近赤外（NIR）蛍光アッセイを開発することが非常に望ましいです。ここでは、マラカイト緑（Mg）/G四重鎖に基づいたDNase I活性を選択的に決定するためのラベルフリーNIR蛍光アッセイを報告します。Na（+）またはK（+）の存在下では、単一鎖DNA（SSDNA）がG四重鎖構造を形成することができ、Mg構造の剛性を高め、顕著なNIR蛍光をもたらすことができます。DNase Iは、あらゆる種類のDNAを無差別にヌクレオチド産物を放出することができるため、G-quadruplexesはDNase Iの存在下でオリゴヌクレオチドに切断されます。DNase Iアクティビティの増加とともにソリューションが減少し、DNase Iアクティビティの低コストでラベルフリーで便利な検出に有用なプラットフォームを提供します。最適な条件下では、提案されたラベルフリーのNIR蛍光アッセイは、1 uml（-1）の検出限界を与え、50 U ml（-1）DNase Iの11の複製検出で3.2％の相対標準偏差を与えました。提案されたアッセイは、99.1から109.0％の回収率を持つスパイクされたヒト尿サンプルにおけるDNase I活性の測定に適用されました。

Owing to the biological and clinical significance of deoxyribonuclease I (DNase I), it is highly desirable to develop near-infrared (NIR) fluorescent assays for the determination of DNase I activity. Here we report a label-free NIR fluorescent assay for selective determination of DNase I activity based on malachite green (MG)/G-quadruplexes. In the presence of Na(+) or K(+), single stranded DNA (ssDNA) is able to form a G-quadruplex structure, thus to increase the rigidity of MG structure and result in a remarkable NIR fluorescence. As DNase I is capable of cleaving all types of DNA indiscriminately to release nucleotide products, the G-quadruplexes are cleaved into oligonucleotides in the presence of DNase I. As a result, the rigidity of MG structure is reduced, and the NIR fluorescence of the solution decreases with increase of DNase I activity, providing a useful platform for low-cost, label-free and convenient detection of DNase I activity. Under the optimum conditions, the proposed label-free NIR fluorescent assay gave a detection limit of 1 u mL(-1), and a relative standard deviation of 3.2% for eleven replicate detections of 50 u mL(-1) DNase I. The proposed assay was applied to the determination of DNase I activity in spiked human urine samples with recoveries from 99.1 to 109.0%.