基于導(dǎo)電聚合物及核酸適體的電化學(xué)生物傳感器的研究.pdf

1、本論文基于導(dǎo)電聚合物和核酸適體，構(gòu)建了三種生物傳感器?；谝环N新的導(dǎo)電聚合物，5-羧基吲哚(ICA)，構(gòu)建了一種免標(biāo)記DNA電化學(xué)傳感器；基于適體的結(jié)構(gòu)從DNA/DNA轉(zhuǎn)變?yōu)镈NA/目標(biāo)復(fù)合物，提出了兩種高靈敏度檢測(cè)小分子(腺苷和凝血酶)的電化學(xué)傳感方法。本論文共分為五章： 第一章，介紹了DNA生物傳感器的設(shè)計(jì)原理、分類，綜述了DNA生物傳感器的研究現(xiàn)狀以及適體傳感器的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了DNA電化學(xué)傳感器的研究現(xiàn)狀。

2、第二章，基于一種新的導(dǎo)電聚合物，5-羧基吲哚(ICA)，將其聚合到玻碳電極表面，利用吲哚單體含有的羧基，提出了一種直接檢測(cè)DNA雜交的電化學(xué)方法。運(yùn)用循環(huán)伏安法(CV)研究了互補(bǔ)、非互補(bǔ)以及單堿基錯(cuò)配DNA對(duì)信號(hào)的影響。結(jié)果顯示當(dāng)與互補(bǔ)靶DNA雜交時(shí)循環(huán)伏安峰電流產(chǎn)生一個(gè)明顯的降低。以峰電流的變化作為傳感器的響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)靶DNA的濃度在3.34×10-9～1.06×10-8mol·L-1之間與峰電流的變化值成線性關(guān)系，檢測(cè)限為1.0nmo

3、l·L-1，同時(shí)該免標(biāo)記傳感器具有良好的選擇性。 第三章，基于適體的結(jié)構(gòu)從DNA/DNA轉(zhuǎn)變?yōu)镈NA/目標(biāo)復(fù)合物，提出了一種檢測(cè)小分子腺苷的高靈敏的電化學(xué)傳感方法。金電極首先用金納米粒子修飾，巰基修飾的捕獲探針通過金—硫鍵固定到電極表面。接下來，將含有腺苷適體序列的適體DNA，以及連接在金納米粒子上的指示DNA固定在電極表面形成一個(gè)“三明治”式的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在腺苷存在條件下，適體部分結(jié)合腺苷，并且彎曲形成一個(gè)復(fù)合物。于是，金納米粒

4、子連同其上的指示DNA釋放到溶液中導(dǎo)致峰電流降低。以[Ru(NH3)6]3+為信號(hào)分子，借助金納米粒子的放大效應(yīng)，得到檢測(cè)腺苷的線性范圍為5.0×10-10～4.0×10-9mol·L-1，檢測(cè)限為1.8×10-10 mol·L-1(3σ)。該傳感器表現(xiàn)出極好的選擇性，可以區(qū)分腺苷和其他小分子。 第四章，基于適體結(jié)構(gòu)變化提出了一種同時(shí)檢測(cè)腺苷和凝血酶分子的電化學(xué)傳感器。在作為傳感面的金電極上固定兩種巰基修飾的探針DNA，它們分別

5、與含有腺苷適體和凝血酶適體的Linker DNA的一部分互補(bǔ)。然后探針DNA與各自對(duì)應(yīng)的Linker DNA雜交，該Linker DNA已經(jīng)與金納米粒子表面的報(bào)告DNA進(jìn)行了預(yù)雜交。金納米粒子表面固定了兩種不同的DNA，一種與Linker DNA互補(bǔ)，另外一種不互補(bǔ)，只是起到連接不同的金屬硫化物納米粒子的作用。至此，一個(gè)檢測(cè)腺苷和凝血酶分子的“三明治”式的結(jié)構(gòu)建立起來了。當(dāng)有腺苷和凝血酶分子存在的時(shí)候，適體部分發(fā)生彎曲包裹住各自的目標(biāo)分

6、子形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)，同時(shí)，連接有金屬硫化物納米粒子的金納米粒子就會(huì)從電極表面脫落，進(jìn)入到溶液中。對(duì)溶液中的金屬硫化物納米粒子采用陽極溶出伏安法(ASV)進(jìn)行測(cè)定，腺苷和凝血酶分子的濃度與各自對(duì)應(yīng)的金屬硫化物的溶出信號(hào)成正比。經(jīng)過納米粒子．金屬硫化物納米粒子和ASV對(duì)金屬離子的富集技術(shù)這兩重放大作用，檢測(cè)腺苷的線性范圍為2.0×10-11～2.0×10-9mol·L-1，檢測(cè)限為6.6×10-12 mol·L-1；檢測(cè)凝血酶的線性范圍為2.0