亚甲基蓝与DNA相互作用的电化学研究

近年来,小分子化合物与DNA相互作用的研究是生命科学研究的热门话题。特别是一些药物和毒物分子与DNA的作用[1-2],如何影响DNA的生理和化学物理性质,如何影响DNA的转译和复制,都是十分重要的课题。在医药研究中,DNA与靶向分子相互作用的研究不仅对阐述一些抗肿瘤、抗病毒药物及     

基于聚苯胺掺杂乙醇胺固定DNA电化学传感器的研究

本研究以电化学聚合法制备了聚苯胺掺杂乙醇胺修饰电极,并成功固定了DNA探针。文中对修饰电极的制备和DNA的固定杂交条件进行了探讨,并利用循环伏安法测定嵌入双链DNA(dsDNA)分子碱基对中的亚甲基蓝的氧化还原峰电流,识别和测定溶液中互补的单链DNA(ssDNA)片段,从而实现对溶液中不同基因片段的检测。     

甲基纤维素(MC)疏水作用的电化学研究

应用电化学循环伏安法, 以电活性小分子亚甲基蓝(MB)为探针, 研究了不同温度下修饰在玻碳电极表面的甲基纤维素(MC)凝胶的疏水性. 研究发现, 在45～70 ℃温度范围内, MB在MC凝胶修饰电极上的式电位E⁰⁽较相应的裸电极均正移, 氧化峰电流i_pa和还原峰电流i_pc分别较相应裸电极增大, 且随温度升高而增大. 这些结果表明MC分子之间发生了疏水相互作用, 且随温度的升高, 疏水作用增强. 此外, 在上述温度下, MC凝胶修饰电极上峰电流的比值i_pc/i_pa均小于1, 为0.70, 且没有观察到MB单独的吸附峰, 因此MB分子在凝胶修饰电极上发生了弱吸附. 本文研究显示电化学方法是研究该类多糖凝胶机理的一个补充手段.     

亚甲基蓝与酵母核糖核酸相互作用的电化学研究

亚甲基蓝(methylene blue,MB)是一种具有平面结构(结构式见图1)的碱性生物染色剂,在医学临床诊断及化学分析中已有较长的应用历史,可用于亚硝酸盐、磺氨类、氰化物及一氧化碳等中毒的解毒药。电分析化学中常被用作氧化还原指示剂或电子媒介体,其在水溶液中的电化学行为曾被深入地研究[1-2]。在水溶液中,MB的还原态为无色中性分子,而氧化态MB 为一价阳离子,由于分子中环平面和氮杂原子上甲基的存在而具有一定的疏水性。水溶液中MB容易形成二聚体,在电极上发生两个连续的1电子转移反应(EE mechanism)[1],其氧化还原电位的峰距ΔEp介于1电…     

基于切刻内切酶信号放大的电致化学发光DNA生物传感器的研究

利用切刻内切酶的酶切作用实现信号放大,结合量子点高效的电化学发光性能,构建了一种新型电化学发光DNA生物传感器.将捕获探针DNA(c-DNA)通过自组装的方式固定到金电极表面,后与目标DNA(t-DNA)互补杂交形成双链DNA,利用切刻内切酶Nt.BstNBI特异性识别双链上的酶切位点(5'-GAGTC-3'),然后在c-DNA相应的切割位点(识别序列3'端后的4个碱基处)对其进行剪切,释放出目标链,参与下一轮的杂交及酶切,通过目标物的循环利用,实现信号放大.利用N-羟基琥珀酰亚胺(N HS)和1-乙基-3-3-二甲基氨丙基碳化二亚胺(EDC)活化羧基化CdTe量子点表面的羧基,与电极表面残留的c-DNA末端的氨基共价交联,通过测定捕获的量子点的电化学发光信号对目标DNA进行检测.优化后的检测条件为:c-DNA浓度1 μmol/L,杂交时间60 min,Nt.BstNBI浓度0.5 U/μL,酶切反应时间4h.在优化条件下,目标DNA浓度在2.0×10-13～2.0×10-11 mol/L范围内,其对数与电化学发光强度呈线性关系,检出限为7.3×10-14 mol/L.人体血样加标回收率为96.4％～108.0％.     

基于聚亚甲基蓝和碳纳米管/辣根过氧化物酶的有机过氧化物传感器

本文结合层层组装法和电化学聚合法,制备了电子介体聚亚甲基蓝(PMB)修饰的碳纳米管(CNTs)/辣根过氧化物酶(HRP)多层膜有机过氧化物传感器。利用电化学阻抗表征了(CNTs/HRP)n的层层组装过程,探讨了不同HRP层数对传感器响应的影响,并研究了传感器对有机过氧化物过氧化氢叔丁基、过氧化氢异丙基苯的电催化还原性能。该传感器对过氧化氢叔丁基的线性检测范围为1.75×10-5～7.25×10-3mol/L,检测限为1.36×10-6 mol/L;对过氧化氢异丙基苯的线性检测范围为3.87×10-6～1.47×10-3 mol/L,检测限为6.48×10-7 mol/L。     

甲基蓝与硫酸阿米卡星相互作用的电化学研究及分析应用

在pH 4.5的Britton-Robinson(B-R)缓冲溶液中,甲基蓝在静汞电极上分别于-0.04 V-、0.275 V和-0.675 V(vs.SCE)处产生三个还原峰。加入硫酸阿米卡星后,阿米卡星与甲基蓝反应并形成离子缔合物,使甲基蓝在-0.275 V(vs.SCE)处的还原峰峰电流下降,其下降值与阿米卡星的浓度在1.0~60.0 mg/L范围内呈良好的线性关系,其线性方程为ΔIp(nA)=-8.48 102.36c(mg/L),相关系数r=0.997,检出限为1.0 mg/L。将该方法应用于药物中阿米卡星含量的测定,回收率在97.0%~105.0%之间,RSD≤4%,结果满意。     

氧化锆/聚亚甲基蓝修饰电极检测CaMV35S启动子基因

制备了基于氧化锆(ZrO_2)/聚亚甲基蓝(PMB)修饰电极的无标记DNA传感器,用于转基因植物CaMV35S启动子基因的检测。探针DNA(ssDNA)通过ZrO_2和DNA的磷酸基的相互作用修饰到电极表面,以PMB氧化峰的示差脉冲伏安响应为检测信号,传感器和完全互补的DNA片段杂交后,PMB的氧化峰电流明显降低,当和完全不匹配的DNA片段杂交时,峰电流无明显变化。对于完全互补的DNA片段,在2.0×10~(-12)~2.0×10~(-8) mol/L浓度范围内峰电流的变化值和浓度的对数成良好的线性关系,检测限为4.1×10~(-13) mol/L(S/N=3)。所制备的传感器具有良好的稳定性、再生性和重现性,用于样品检测,结果令人满意。     

亚甲基蓝与鲱鱼精DNA相互作用的光谱法研究

以吖啶橙(AO)作为光谱探针, 采用UV和荧光光谱等方法研究了亚甲基蓝(MB)与鲱鱼精DNA的作用机制. 确定了在低浓度MB时, MB与DNA以嵌插方式作用; 而在高浓度MB时, MB与DNA之间为混合作用方式. 结合比n(MB)∶n(DNA)＝10∶1, 结合常数 ＝2.46×10⁵ L•mol^－1, MB-DNA复合物的表观摩尔吸光系数ε＝5.70×10⁶ L•mol^－1•cm^－1. 同时研究了酸度和温度等对MB与DNA相互作用的影响, 热力学研究推导了MB结合DNA为焓驱动反应.     

漆酶活化碱木质素的磺甲基化反应活性研究

采用漆酶对碱木质素进行活化预处理,并对活化碱木质素进行磺甲基化改性,揭示了漆酶活化对碱木质素磺甲基化反应活性影响的作用机理.采用顶空气相色谱、红外光谱、凝胶渗透色谱、核磁共振等研究了漆酶活化碱木质素的结构特征,结果表明,漆酶对碱木质素既有聚合作用又有解聚作用,分子量变化不大,多分散性增加;漆酶活化使得碱木质素发生脱甲基作用,酚羟基含量增大,紫丁香基含量减低;另外,漆酶可氧化酚羟基变成苯氧自由基使碱木质素聚合.采用分子模拟对漆酶活化碱木质素的电子云密度进行了计算,结果表明脱甲基作用增大了木质素苯环上的电子云密度,有利于磺甲基化反应的进行.采用电位滴定测试磺甲基化产物的磺化度来表征其反应活性的大小,结果表明漆酶活化磺甲基化碱木质素的磺化度提高了35%,且对二氧化钛悬浮体系的分散性能得到明显提高.     

基于单壁碳纳米管-十二醛复合材料的DNA电化学传感器

将单壁碳纳米管(SWNTs)和十二醛(DA)混合超声分散,得到均匀、稳定的无机-有机纳米复合材料(SWNTs-DA)。将其滴涂在玻碳电极表面晾干得到复合材料修饰电极(SWNTs-DA/GCE),再通过胺醛缩合反应将末端修饰氨基的单链DNA探针共价固定在SWNTs-DA/GCE表面,构建了一种新型的DNA电化学传感器。以[Fe(CN)6]3-/4-为电活性探针,采用循环伏安法和电化学阻抗法对传感器的层层组装过程进行表征。以亚甲基蓝(MB)作为杂交指示剂,考察了传感器分析性能。实验结果表明,MB在传感器上的峰电流值(Ip)与互补序列浓度对数值(lgcS2)在1.0×10-15～1.0×10-10mol/L范围内呈良好的线性关系(r=0.998)。根据3倍信噪比(S/N=3),计算得检出限为2.0×10-16mol/L。选择性实验表明该传感器能对互补序列、三碱基错配序列和非互补序列进行很好的识别。     

基于CdS标记的信号放大DNA电化学检测方法

利用CdS纳米粒子为标记物,提出了一种基于目标循环利用进行信号放大的电化学方法,实现对特定序列DNA的超灵敏检测.利用磁珠固定连接DNA进而连接硫化镉纳米粒子.连接DNA与目标DNA杂交之后,由于切刻内切酶对双链DNA中的连接DNA进行切割,并使目标DNA释放后循环利用,从而大量的CdS纳米粒子从磁珠表面释放.结合磁珠的高分离性能和溶出伏安法的高灵敏性,实现目标DNA的快速、高灵敏检测,其检测的线性范围为0.4fM～100fM,检测限为0.08fM.此外,该检测方法具有高的选择性、稳定性和重现性.通过设计不同的内切酶和特定的DNA序列,有望用于其他DNA的高灵敏检测.     

尿酸在聚亚甲基蓝修饰金电极上的电化学及电化学动力学性质

尿酸(Uric acid,UA)是人体内嘌呤核苷酸分解代谢过程中的最终产物.体液中尿酸的含量变化可以充分反映出人体新陈代谢、免疫等机能状况,同时也可间接反映出与嘌呤代谢的有关疾病[1].     

基于核酸外切酶酶切反应的纳米金比色法检测T4多聚核苷酸激酶活性

建立了基于纳米金凝聚变色效应的检测T4多聚核苷酸激酶(T4 PNK)活性的方法。鉴于寡核苷酸链标记的纳米金能够稳定存在于一定浓度的盐离子缓冲溶液中,利用5’羟基修饰的发夹型探针作为金标探针,有T4 PNK存在时,金标探针5’羟基磷酸化,λ核酸外切酶被激活,酶切发夹型探针茎部双链DNA片段,接着在RecJf核酸外切酶作用下降解纳米金上修饰的残余的单链DNA,使得纳米金在一定盐离子浓度下团聚,溶液变成蓝紫色。结果表明,T4 PNK激酶检测的线性响应范围为0.5~4.0 U/mL,检测下限为0.24 U/mL。     

光谱电化学法研究亚甲基蓝的电还原反应

用极谱法研究亚甲基蓝(MB)的电极吸附过程早有报道.近几年,用光谱电化学法研究其电化学行为又引起了许多人的兴趣.但在光透薄层电极上,由于光程太短,测试溶液浓度较高,导致亚甲基蓝发生聚合,影响实验结果的准确测定.为此本文利用特制的比色皿型长光程薄层光谱电化学池,在低浓度条件下研究其在SnO_2镀膜玻璃电极上的电还原反应.     

基于亚甲基蓝的水体急性毒性快速检测方法研究

水体急性毒性的快速检测对保障用水安全至关重要。本研究以荧光假单胞菌为毒性检测的受试体,以细胞膜受损为毒性响应机理,建立了一种新颖的基于亚甲基蓝的水体急性毒性快速检测方法。在本方法中,亚甲基蓝可以对细胞膜受损的细胞进行染色,而不能对细胞膜结构完整的细胞进行染色,因此,当有毒性物质存在并对细胞膜产生破坏时,溶液中的亚甲基蓝会进入细胞对细胞进行染色,从而降低溶液中的亚甲基蓝浓度。通过光谱法检测溶液中亚甲基蓝浓度的变化,就可以实现对水体急性毒性的快速检测。实验结果表明,本方法对3,5-二氯苯酚(DCP)、As3+和Hg2+的最低响应浓度分别为1.6,12.5和3.2 mg/L,对DCP的最低响应浓度比商业化仪器Baroxymeter低。本方法操作简单,检测快速,结果可靠,在水体急性毒性的检测和监测领域具有很好的应用前景。     

超细粉煤灰吸附亚甲基蓝的机理研究

以西安西郊热电厂粉煤灰(XFA),西安灞桥热电厂粉煤灰(BFA)和陕西渭河电厂粉煤灰(WFA)为原料,球磨后经旋风分级再用布袋收集逸出物分别得到超细粉煤灰XUFA、BUFA和WUFA。研究了超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附动力学、热力学以及pH值对吸附的影响。结果表明,超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附性能明显好于原粉煤灰。超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附性能按顺序为WUFA>XUFA>BUFA。粉煤灰颗粒粒度、比表面积和活性组分(SiO2 Al2O3)含量是影响粉煤灰吸附性能的主要因素。WUFA对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温式,而XUFA和BUFA对亚甲基蓝的吸附符合Freundlich吸附等温式。超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附均符合二级吸附动力学模型,吸附过程由颗粒内扩散过程控制。当溶液pH由2增加到8时,超细粉煤灰吸附量增加,后随pH值增加,吸附量略有下降。