基于聚合物-納米管狀材料的DNA電化學(xué)生物傳感器及應(yīng)用.pdf

1、DNA探針的固定是DNA電化學(xué)生物傳感器制作的首要問題，固化量和活性直接影響著傳感器的靈敏度。目前DNA固定方法主要有直接吸附法、共價(jià)鍵合法、聚合膜法、自組裝膜法和蛋白質(zhì)結(jié)合法等方法。本論文主要采用聚合物膜法固定DNA，并結(jié)合納米管狀材料的應(yīng)用以制備DNA電化學(xué)生物傳感器，實(shí)現(xiàn)對了轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品外源基因的靈敏檢測。主要包括以下內(nèi)容： 1.將羧基化的單壁碳納米管(SWNTs)滴涂于碳糊電極(CPE)的表面，制得碳納米管修飾碳糊電極

2、(SWNTs/CPE)。然后采用循環(huán)伏安法在SWNTs/CPE上修飾一層聚L-賴氨酸(pLys)膜，借助聚L-賴氨酸帶正電的界面可以與DNA帶負(fù)電荷的磷酸骨架的靜電作用這一特性，將DNA探針固定在pLys/SWNTs/CPE電極上，從而制得探針電極。采用[Fe(CN)6]3-/4-體系通過循環(huán)伏安法與電化學(xué)交流阻抗技術(shù)對電極的修飾以及探針的固定、雜交過程進(jìn)行了表征。DNA探針于電極表面的固定以及探針與互補(bǔ)單鏈DNA雜交使電負(fù)性的Fe(C

3、N)6]3-/4-的表面電子傳遞電阻值依次增大。以雜交前后電極表面電子傳遞電阻的改變值作為雜交信號，對草丁膦乙酰轉(zhuǎn)移酶基因(PAT基因)片段進(jìn)行檢測，其線性范圍為1.0×10-12mol/L～1.0×10-7mol/L，檢測限可達(dá)3.1×10-13mol/L。并應(yīng)用此DNA電化學(xué)傳感器同時(shí)對實(shí)際樣品轉(zhuǎn)基因大豆胭脂堿合成酶基因終止子(NOS基因)的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行了檢測，效果令人滿意。 2.借助于聚L-賴氨酸(pLys)均勻分散

4、聚苯胺納米管(PANInt)，并進(jìn)一步將其滴涂于碳糊電極(CPE)的表面，制得聚L-賴氨酸-聚苯胺納米管復(fù)合膜修飾碳糊電極(pLys-PANInt/CPE)。引入的聚苯胺納米管不僅保留有聚苯胺良好的電化學(xué)性能，還同時(shí)具備了納米物質(zhì)所特有的優(yōu)點(diǎn)，大大改變了修飾電極的表面性能。利用聚L-賴氨酸-聚苯胺納米管復(fù)合膜帶正電的界面可以與DNA帶負(fù)電荷的磷酸骨架的靜電作用這一特性，將DNA探針固定在pLys-PANInt/CPE電極上，從而制得探針

5、電極。以經(jīng)典雜交指示劑-亞甲基藍(lán)(MB)采用微分脈沖伏安技術(shù)考察了DNA的最佳固定與雜交條件。應(yīng)用此DNA電化學(xué)傳感器通過交流阻抗技術(shù)對PAT基因片段進(jìn)行檢測。其線性范圍為1.0×10-11mol/L～1.0×10-6mol/L，檢測限可達(dá)2.9×10-12mol/L，同時(shí)對轉(zhuǎn)基因大豆NOS基因的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的實(shí)際樣品進(jìn)行了檢測，效果令人滿意。 3.借助于聚L-賴氨酸(pLys)均勻分散聚氨基苯磺酸納米管(PABSAnt)，并

6、進(jìn)一步將其滴涂于碳糊電極(CPE)的表面，制得聚L-賴氨酸-聚氨基苯磺酸納米管復(fù)合膜修飾碳糊電極(pLys-PABSAnt/CPE)。引入的聚氨基苯磺酸納米管不僅保留有聚氨基苯磺酸納米管良好的電化學(xué)性能，還同時(shí)具備了納米物質(zhì)所特有的優(yōu)點(diǎn)，大大改變了修飾電極的表面性能。由于復(fù)合膜中所富含的聚L-賴氨酸可以使得電極表面形成帶正電的界面，它可以與DNA帶負(fù)電荷的磷酸骨架發(fā)生靜電作用，從而將DNA探針固定在pLys-PABSAnt/CPE電極上