基于電化學(xué)交流阻抗技術(shù)構(gòu)建DNA生物傳感器的研究.pdf

1、本篇論文將電化學(xué)交流阻抗技術(shù)應(yīng)用于DNA雜交反應(yīng)檢測，構(gòu)建起簡便快速、準(zhǔn)確靈敏的電化學(xué)DNA雜交傳感器，介紹了應(yīng)用交流阻抗技術(shù)直接監(jiān)測DNA雜交反應(yīng)的原理和方法，幾種雜交信號擴增方法，另外還介紹了碳納米管修飾電極的幾種構(gòu)建方法在電化學(xué)交流阻抗DNA生物傳感器中的應(yīng)用，為電化學(xué)DNA雜交傳感技術(shù)中阻抗檢測法提供一些基礎(chǔ)性研究工作。此外，我們還研究了基于監(jiān)測電極自身氧化還原信號的非標(biāo)記型DNA雜交傳感器和一種有效改善碳納米管性能的修飾方法以

2、及由此構(gòu)建的基于雜交嵌入劑的電化學(xué)DNA雜交傳感器。 第一章：緒論 首先系統(tǒng)介紹了電化學(xué)DNA生物傳感器技術(shù)，包括構(gòu)建目的，構(gòu)建原理，構(gòu)建方法，納米新材料的使用。接著介紹了DNA生物傳感技術(shù)中的電化學(xué)交流阻抗技術(shù)，包括阻抗技術(shù)的基本原理，到目前為止阻抗DNA生物傳感技術(shù)的應(yīng)用和研究進展。最后簡要闡述了本論文的研究目的和意義。 第二章運用電化學(xué)交流阻抗技術(shù)直接監(jiān)測DNA雜交反應(yīng) 第三章基于CdS量子點標(biāo)記的

3、電化學(xué)交流阻抗DNA雜交傳感器 利用CdS量子點對目標(biāo)DNA進行標(biāo)記，構(gòu)建起有較高靈敏度和選擇性的電化學(xué)交流阻抗DNA雜交傳感器。實驗中合成水溶性羧基化的CdS量子點顆粒，共價結(jié)合氨基化目標(biāo)DNA；氨基化探針DNA通過酰胺反應(yīng)共價鍵和到巰基乙酸修飾的金電極表面。通過電化學(xué)交流阻抗技術(shù)觀察電極表面電子傳遞電阻的變化作為雜交信號。 第四章基于硫堇電荷中和作用的電化學(xué)交流阻抗DNA雜交傳感器 介紹了一種運用硫堇電荷中和

4、作用構(gòu)建的交流阻抗DNA雜交傳感器。將5'端修飾有巰基的單鏈發(fā)卡DNA探針與巰基乙酸通過Au-S鍵同時自組裝到金電極表面，形成DNA分子識別層。雜交反應(yīng)后，硫堇分子嵌入到雙鏈DNA分子中，利用硫堇對雙鏈DNA的電荷中和作用使修飾電極的表面電子傳遞電阻(Ret)減小。 第五章基于M-DNA構(gòu)建的電化學(xué)交流阻抗DNA雜交傳感器 構(gòu)建了一種基于M-DNA(金屬化雙鏈DNA)的電化學(xué)交流阻抗技術(shù)監(jiān)測DNA雜交的生物傳感。在羧基化

5、多壁碳納米管修飾玻碳電極上電化學(xué)聚合聚吡咯(PPy)膜時，單鏈DNA探針作為對陰離子摻雜到聚合物膜中。隨后將雜交后的雙鏈DNA修飾玻碳電極進行金屬化，顯著降低了電極的電子傳遞阻力，電化學(xué)交流阻抗值特別是其實部(Zre)明顯降低。 第六章基于電化學(xué)聚合聚吡咯/碳納米管修飾電極構(gòu)建的電化學(xué)交流阻抗DNA雜交傳感器 以電化學(xué)聚合方法構(gòu)建聚吡咯/碳納米管復(fù)合物修飾玻碳電極，即吡咯單體中加入羧基化多壁碳納米管，吡咯電化學(xué)聚合過程中

6、，碳納米管被修飾到電極表面。氨基化探針DNA在EDAC條件下共價結(jié)合到聚吡咯/碳納米管修飾電極表面。雜交反應(yīng)引起電極表面修飾層電子傳遞阻力減小，降低了電化學(xué)體系的阻抗值，以阻抗減小值作為雜交信號。 第七章基于聚硫堇修飾電極構(gòu)建的非標(biāo)記型DNA雜交傳感器 介紹了一種基于導(dǎo)電聚合物膜修飾電極構(gòu)建的電化學(xué)DNA雜交傳感器，在溫和的檢測條件下實現(xiàn)對DNA雜交的非標(biāo)記型檢測。用電化學(xué)聚合方法構(gòu)建的聚硫堇修飾電極在中性緩沖溶液中顯示