论文摘要：基于电量法检测酶催化银沉积的超灵敏DNA检测方法研究

          摘  要
DNA的检测在临床医学、基因诊断以及各种生物医学的研究中有着非常重要的意义。开发准确、快速、简单的DNA检测方法为研究者所重视。在该研究领域，电化学DNA生物传感器仪器简单、灵敏及廉价而研究较多。本论文建立了以电量法为基础的电化学DNA生物传感器，结合酶催化反应建立一种超灵敏的DNA检测方法。
本论文整体上分为两个部分：第一部分为综述部分，第二部分为研究结果报告部分。
第一部分的综述，这部分主要是介绍了生物传感器的发展及分类。着重介绍了电化学生物传感器的原理、分类、生物识别物质的固定化方法，以及一些重要的电化学检测方法，主要有电量法和交流阻抗法。此外，综述部分也介绍了纳米材料的一些功能及性质，丝网印刷电极的特点，生物酶催化反应的原理，亲和素与生物素在生物传感器中的一些相关应用。
第二部分是研究报告部分。
（1）金纳米粒子在印刷电极上修饰
     本实验主要是通过电化学方法中的三脉冲技术将金纳米粒子修饰到电极表面，主要是在玻碳电极和印刷电极的表面进行金纳米的沉积修饰，实验结果表明金纳米粒子修饰的印刷电极导电性得到了极大的改善，为后续的工作提供了基础。
    （2）基于库仑检测酶催化银沉积的超灵敏DNA传感器   
    采用的是三脉冲电流法，在印刷电极表面修饰上金纳米。采用循环伏安法（CV）、环境扫描电镜（SEM）对金纳米修饰的印刷电极进行表征，结果表明通过这一方法金纳米成功的修饰到印刷电极表面。再利用巯基自组装方法将含有巯基的发夹型探针DNA固定在电极表面，并用巯基己醇（MCH）进行封闭，之后与目标DNA杂交，使探针DNA的发夹结构打开，在发夹型DNA探针的另一端用生物素标记，这样就可以与碱性磷酸酶标记的亲和素（Sv-ALP）连接在一起，碱性磷酸酶能将抗坏血酸的磷酸盐（AA-P）还原成抗坏血酸（AA）。抗环血酸就可以将银离子还原成银粒子继而沉积在电极表面和DNA的磷酸骨架上。然后通过在电化学测量的过程中，工作电极的电位设置在0.5V(vs.Ag/AgCl)，通过测其电量来检测银的含量，继而就间接的测定了DNA的含量。该电化学DNA生物传感器的目标DNA的浓度变化区间从30aM到10fM。最低检出限是15aM(S/N=3)，比基于电化学DNA生物传感器的电流分析法的100fM要低很多。
  （3）交流阻抗法测定含C-C错配的dsDNA
    本研究所设计的电化学DNA 生物传感器是基于5,6,7-三甲基-1,8二氮杂萘进行了衍生化，得到了3-氨基-N-（5,6,7-三甲基-1,8二氮杂萘-2-烃）-丙酰胺能与C碱基之间形成氢键，来进行错配碱基的测定。通过电化学交流阻抗法来检测整个反应过程，在裸的金电极表面，通过巯基自组装方法将含巯基的11-巯基十一烷酸（11-Mercaptoundecanoic acid, MUA）固定在电极表面，由于MUA自组装层阻碍了探针[Fe(CN)6]3-/4-在电极表面的电子传递，因而使得阻抗值增加，然后在1-乙基-3-（3-二甲氨基）碳二亚胺（1-ethyl-3-（3-dimethlaminepropyl）carbodiimide，EDC）和N-氨基琥珀酰胺（N-hydroxysuccinimide,NHS）的作用下与3-氨基-N-（5,6,7-三甲基-1,8-二氮杂萘-2-烃）-丙酰胺结合后，电子传递的速率进一步减慢，阻抗会进一步增大，之后我们用固定有杂环小分子的金电极对含C-C错配的dsDNA进行了检测。
 
 
关键词： DNA，电化学，生物传感器，金纳米粒子，印刷电极
 
 
 
 
 

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