DNA,RNA碱基和稀有碱基的太赫兹光谱检测

摘要

核酸分子碱基的光谱特征分析对生物遗传学研究具有重要意义.探讨太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术和拉曼光谱(Raman spectroscopy)技术用于DNA和RNA碱基和稀有碱基的光谱检测的可行性.分析了7种固体核酸碱基的太赫兹振动光谱和拉曼光谱,对T Hz-TDS技术和拉曼光谱技术进行了对比研究.实验结果表明,在THz-TDS实验中,胞嘧啶(cytosine,C)、鸟嘌呤(guanine,G)、腺嘌呤(adenine,A)、胸腺嘧啶(thymine,T,DNA专有)和尿嘧啶(uracil,U,RNA专有)和稀有碱基[5-甲基胞嘧啶,5-methylcytosine(m5C)、1-甲基腺嘌呤,1-methyladenine(m1A)]在0.2～2.0 THz频段内特征吸收峰和吸收强度差异显著,可以直观地识别出7种碱基的差异;拉曼光谱中,7种碱基也表现出很多明显的不同特征峰,而正是由于拉曼光谱的特征峰杂而多,故不能直观的识别多种物质.且其吸收强度的差异与粉末的厚度,粒度和光聚焦的深度有关,样品的荧光还会给拉曼光谱带来干扰,同时激光还可能会损伤生物样品.这说明此两种技术均能够识别7种常见和稀有碱基,T Hz-TDS技术在识别这7种碱基的能力上优于拉曼光谱技术,表现出较为简洁,快速和无损的检测性能.T Hz-TDS技术不仅为DNA和RNA碱基和稀有碱基的识别提供了一种快速和准确的检测方法,也为生物遗传学研究奠定实验基础.