DNA修饰电极的研究--Ⅶ.共价键合和吸附DNA-SAM/Au修饰电极的制备及表征

采用先通过 2 ,2′ 二硫二乙醇自组装得到自组装单分子层 (SAM) ,再在SAM上共价键合和吸附固定DNA的方法制备了两类DNA修饰电极 ,并对得到的DNA修饰电极进行了电化学和谱学表征 .结果表明该方法是可行的 ,也是较为理想的在电极表面固定DNA的方法 .     

用于DNA杂交检测的丝网印刷型生物传感器的研究

将单链DNA(ssDNA)固定到丝网印刷碳电极上构成电化学DNA传感器,采用电化学指示剂,建立DNA杂交的检测方法.Co(phen)33+电化学指示剂通过钴盐与配体邻菲罗啉络合制备,采用等离子发射光谱法(ICP-AES)和核磁共振法(NMR)表征功能基团,采用循环伏安法(CV)分析指示剂的电化学特性,并以此为基础研究ssDNA在电极表面的固定及DNA杂交过程.本研究探讨了直接吸附、静电吸附与键合等3种ssD-NA在电极表面的固定方法,结果表明,静电吸附法和键合法具有较高的ssDNA固定量,采用静电吸附法固定探针的电极杂交目标DNA后,Co(phen)33+易于嵌入双链DNA (dsDNA)中,CV峰电流(ip)信号随目标DNA浓度增加.本研究采用静电吸附ssDNA的电极检测DNA杂交,实验表明,当探针固定液中ssDNA浓度为5 mg/L时,目标DNA浓度在6.65×10- 8～4.26× 10-6mol/L范围内,Co(phen)33+在dsDNA修饰电极上ip值与DNA浓度呈良好的线性关系,R2为0.9819.本研究为建立新的微生物分子分型手段提供了初步依据.     

基于DNA-甲苯胺蓝生物聚合离子膜的多环有机物电化学传感器的研究

利用DNA与小分子之间的相互作用,以DNA/壳聚糖生物聚合离子膜固定电活性小分子,制备了DNA-甲苯胺蓝/壳聚糖聚合离子复合膜修饰电极,并利用多环有机物与染料分子对DNA特异结合的竞争关系,构筑了多环有机物非试剂添加型DNA电化学生物传感器。以盐酸四环素为模式分子,利用循环伏安法和方波伏安法研究了该修饰电极的电化学特性以及该电极对盐酸四环素的电化学响应,结果表明,DNA和甲苯胺蓝成功地固定在电极表面,电极表面的甲苯胺蓝保持了很好的电化学活性。利用紫外-可见分光光度法研究了电极对盐酸四环素响应的作用机理。该传感器的线性范围为2.5~100μmol·L-1。     

三维有序金掺杂纳米TiO_2修饰电极用于抗肿瘤药物与DNA相互作用的研究

利用模板法在氧化铟锡(ITO)电极表面制备了三维有序多孔结构的金掺杂纳米Ti O2薄膜修饰电极(3DOM GTD/ITO),并在此修饰电极上成功固定小牛胸腺DNA(ct DNA),从而构建了一种新型的DNA生物传感器(DNA/3DOM GTD/ITO),并通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对修饰电极的表面形貌进行表征。采用电化学交流阻抗(EIS)法研究了ct DNA在3DOM GTD/ITO修饰电极表面的固定情况,结果表明,ct DNA已被成功地固定在3DOM GTD/ITO修饰电极表面。采用循环伏安法、微分脉冲伏安法等电化学方法研究了抗肿瘤药物槲皮素(Qu)在3DOM GTD/ITO修饰电极表面的电化学性质及与ct DNA的相互作用。结果表明,Qu在3DOM GTD/ITO修饰电极表面有1对准可逆的氧化还原峰,其氧化还原反应为2电子和2质子的转移过程。Qu可与固定在修饰电极上的ct DNA发生较强的结合作用,其结合常数(K)为3.61×106L/mol。循环伏安实验、紫外-可见吸收光谱、分子荧光光谱、圆二色性光谱均表明Qu与ct DNA之间的相互作用模式为嵌插作用。Qu与ct DNA的碱基结合具有序列选择性,对Qu与聚(d G-d C)及聚(d A-d T)的结合常数进行计算,得到结合常数比K(d G-d C)/K(d A-d T)=3.5,表明Qu与ct DNA发生嵌插作用时更倾向于结合在GC富集区域。     

基于纳米ZnO/壳聚糖复合膜DNA电化学传感器用于HIV基因的免标记检测

以室温固相合成法制备纳米ZnO,通过壳聚糖(CHIT)的成膜效应将纳米ZnO固定在玻碳电极(GCE)表面,制得的ZnO/CHIT/GCE电极成为DNA固定和杂交的良好平台。DNA的固定和杂交通过电化学交流阻抗进行表征。以电化学交流阻抗免标记法检测目标DNA,固定于电极表面的DNA探针与目标DNA杂交后使电极表面的电子传递电阻增大,以此作为检测信号可以高灵敏度地测定目标DNA。电化学阻抗谱检测人类免疫缺陷病毒(HIV)基因片段的线性范围为2.0×10-11~2.0×10-6mol/L,检出限为2.0×10-12mol/L。     

灿烂甲酚蓝在DNA修饰金电极上的电化学行为

利用自组装技术将巯基乙醇固定在金电极表面形成巯基乙醇自组装膜修饰金电极, 用乙基-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为偶联试剂, 分别将鲱鱼精单链DNA(ssDNA)和双链DNA(dsDNA)固定于金电极表面形成ssDNA和dsDNA 修饰电极. 考察了灿烂甲酚蓝(BCB)在不同DNA 修饰电极上的电化学行为,结果表明, BCB 在ssDNA 和dsDNA 修饰电极上的吸附常数分别为1.67×10^4和3.22×10^4 L·mol-1, BCB 与ssDNA 主要以静电作用结合, 而与dsDNA作用存在静电和嵌插两种模式. dsDNA 对BCB 具有更高的亲和力, 使BCB 可以作为一种有效的电化学杂交指示剂.     

隐丹参酮的电化学性质及其与DNA相互作用的研究

利用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、方波伏安法(OSWV)等电化学技术研究了隐丹参酮在玻碳电极(GCE)上的电化学氧化过程,并用计时电量法和恒电位库仑电解法等对其在电极表面的吸附行为及氧化还原机理进行了探讨.此外利用自组装DNA修饰玻碳电极研究了隐丹参酮与DNA之间的相互作用.     

DNA修饰电极的研究(ⅠΧ)——DNA探针在金基底上的固定、表征及其表面分子杂交

采用巯基化合物自组装 /共价键合反应的逐层固定方法将双链 DNA固定到金表面得到 DNA修饰电极 ,并对该电极表面进行了电化学和 X射线光电子能谱表征 .研究了电极表面固定化 DNA的表面分子杂交 .对开发电化学基因诊断芯片和基因传感器具有一定意义     

脱氧核糖核酸在电极表面的固定化研究进展

介绍了电化学脱氧核糖核酸(DNA)传感器的原理并重点评述了DNA在不同材料电极表面的固定化技术,对比了吸附法、自组装法、亲和素一生物素法、共价键合法以及组合法固定DNA在构建电化学DNA传感器中的应用。参考文献77篇。     

基于纳米MnO2的免标记型DNA电化学生物传感器用于大肠杆菌的测定

以室温固相合成法制备纳米MnO2,通过壳聚糖（CHIT）的成膜效应将纳米MnO2固定在玻碳电极表面。DNA在MnO2/CHIT膜上的固定和杂交通过循环伏安和电化学交流阻抗进行表征。以电化学阻抗免标记法检测目标DNA,固定于电极表面的DNA探针与目标DNA杂交后使电极表面的电子传递电阻增大,以此作为检测信号可以高灵敏度地测定目标DNA。电化学阻抗谱检测大肠杆菌基因片段的线性范围为2.0×10^-11 ～2.0×10^-6mol/L,检出限为1.0×10^-12mol/L。     

人类免疫缺陷病毒基因的碳糊电极快速检测

在固定电压下，将单链DNA固定在活化的碳糊电极（CPE）表面，以电活性物质Co(bpy)3(ClO4)3为指示剂（bpy为联吡啶），研究了单链DNA电极(ssDNA-CPE)、双链DNA电极（dsDNA-CPE)的指示剂还原峰电流变化；研究了在一定电压下，杂交时间对指示剂的电化学信号的影响，实现了用DNA电化学传感器快速检测人类免疫缺陷病毒（HIV）基因的初步探索。     

氧化锆/聚中性红电化学DNA传感器用于转基因植物CaMV35S启动子基因序列的测定

制备了基于氧化锆(ZrO2)/聚中性红(PNR)修饰电极的电化学DNA传感器。探针DNA通过磷酸基和ZrO2的相互作用组装到电极表面。原子力显微镜(AFM)和电化学方法用于电极的表征。PNR在DNA杂交前后峰电流的变化作为杂交信号,用示差脉冲伏安法对转基因植物CaMV35S启动子基因片段进行测定。结果表明:探针DNA和完全互补的DNA片段杂交后,杂交信号明显变小,峰电流的变化值与其浓度的对数在1.0×10-11~1.0×10-8mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.46×10-12mol/L(S/N=3)。此外,传感器能区分互补、单碱基错配、完全错配的DNA序列,已用于样品的测定。     

旋转玻碳电极上二茂铁的电化学阻抗行为及其与DNA的相互作用

应用旋转圆盘电极和电化学阻抗法研究了二茂铁在Tris-NaC l(pH=7.2)缓冲溶液中于旋转玻碳电极上的电化学阻抗行为及其与DNA的相互作用.结果表明,二茂铁于旋转电极的伏安曲线呈现明显的极限电流平阶,而其交流阻抗谱则出现两个电容弧.二茂铁与DNA的作用,若受扩散过程控制则其极限扩散电流随DNA浓度增大而减小,而在电化学控制过程中则表现为电化学反应电阻随DNA浓度增大而增大.根据旋转圆盘电极和电化学阻抗谱测试,表明由这两种方法数据拟合求得的二茂铁条件电位速率常数能够很好地相互吻合,但如存在DNA时,则其条件电位速率常数有一定程度的减小.     

基于纳米金胶标记DNA探针的电化学DNA传感器研究

以纳米金胶为标记物,将其标记于人工合成的5-端巯基修饰的寡聚核苷酸片段上,制成了具有电化学活性的金胶标记DNA电化学探针;在一定条件下,使其与固定在玻碳电极表面的靶序列进行杂交反应,利用ssDNA与其互补链杂交的高度序列选择性和极强的分子识别能力,以及纳米金胶的电化学活性,实现对特定序列DNA片段的电化学检测以及对DNA碱基突变的识别.     

DNA/羟基磷灰石杂化膜修饰电极用于研究DNA与量子点的相互作用

首次利用溶胶-凝胶一步法制备了纳米多孔羟基磷灰石(HAp)-DNA杂化膜修饰玻碳电极,HAp优良的生物相容性和独特的吸附性可以将DNA固定在HAp多孔薄膜上,而DNA的大分子结构对HAp膜起到稳定剂的作用.采用循环伏安法和交流阻抗法系统地研究了电极表面固定DNA的稳定性以及固定的DNA与非电活性核壳型量子点CdTe/C...     

DNA电化学传感器在DNA损伤研究中的应用

利用单链DNA分子共价固定在石墨电极表面,采用核酸分子杂交技术,以道诺霉素作为杂交指示剂形成DNA电化学传感器.研究了在不同致突变剂的作用下,特定碱基序列的DNA在电极表面能否杂交及杂交程度的差异,探讨了DNA突变情况及可能的突变机理.     

血清样品中乙肝病毒的DNA电化学传感器检测

利用自组装单分子膜技术，将巯己基修饰的具有乙肝病毒(HBV)DNA序列特异性的单链DNA探针固定在金电极表面，制得DNA电化学传感器；以电活性的Hoechst 33258为指示剂，考察了该传感器对血清样品中乙肝病毒DNA的响应；探讨DNA电化学传感器在临床检测中的应用；将传感器法与荧光聚合酶链反应(PCR)法进行对比，两者的分析结果具有一致性。     

二茂铁及其与DNA复合物的电化学行为

在Tris-NaCl(pH=7.2)缓冲溶液中, 应用循环伏安法、微分脉冲伏安法、旋转圆盘电极实验、电化学阻抗谱等技术研究了二茂铁在旋转碳纳米管(CNT)修饰电极上的电化学行为及其与小牛胸腺DNA的相互作用. 结果表明, 二茂铁及其与双链DNA的电活性产物在静止的CNT修饰电极上均呈现一对基本可逆的氧化还原峰；在旋转电极上呈现出明显的极限扩散电流, 电化学阻抗谱呈现一个压扁的半圆. 二茂铁与DNA的作用在扩散控制过程中表现为峰电流和极限扩散电流随DNA浓度增大而减小；电化学控制过程则表现为电化学反应电阻随DNA浓度增大而增大, 条件电位下的速度常数也有一定程度的减小.     

铂电极表面生物素-亲和素固载单链脱氧核糖核酸的电化学传感器

通过直接吸附将亲和素固定在Pt电极表面,联于生物素标记的脱氧核糖核酸(DNA)探针,制备了电化学基因传感器,建立了Pt电极表面修饰单链脱氧核糖核酸(ssDNA)的方法。修饰电极与待测溶液中人工合成的转基因食品中常有的花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)或根癌农杆菌终止子(NOS)DNA片段进行杂交,以邻菲罗林钴络合物[Co(phen)3^3 ]为杂交指示剂,循环伏安法测量,通过杂交前后指示剂峰电流的变化检测DNA杂交的量。研究了电极修饰、杂交反应及测量的适宜条件,在优化实验条件下,峰电流的差值与DNA杂交量之间有良好的线性关系,相关系数r=0．9996。杂交后的电极经热变性再生,可重复使用多次。     

基于磁性纳米颗粒和金纳米粒子构建DNA电化学生物传感技术

本文构建了一种基于纳米粒子、茎环DNA和丝网印刷电极(SPCE)的电化学生物传感技术用于乳腺癌基因的快速、灵敏检测。该传感技术中,探针DNA的两端分别标记了巯基和生物素,巯基用于与金纳米粒子(AuNPs)作用,生物素用于与磁性纳米颗粒(MNPs)表面修饰的链酶亲和素作用以达到富集的目的,之后利用SPCE进行电化学检测。无目标DNA存在时,双标记DNA保持茎环结构,使得生物素分子很难和MNPs上的亲和素接触。一旦加入目标DNA,茎环结构打开,生物素得以与MNPs上的链霉亲和素发生特异性结合,形成的复合物(MNPs-DNA-AuNPs)通过磁性富集到SPCE表面,从而获得AuNPs的电化学信号。该DNA电化学生物传感对单碱基错配有良好的分辨能力,完全互补DNA的检出限为8.0×10-13 mol/L。