电化学DNA传感器的研制及其医学应用

对近几年发展起来的电化学DNA传感器的研究工作进行了讨沦,详细论述了该类传感器的工作原理、探针固定化技术、杂交指示剂的类型以及在基因诊断、药物分析等方面的医学应用,并展望了应用前景和发展方向。     

MCM-41型介孔二氧化硅纳米颗粒的制备及其在DNA生物传感器中的应用

MCM-41型介孔二氧化硅纳米颗粒具有独特的结构特征和理化性质,能够与DNA、信号探针以及多种活性纳米颗粒结合,在DNA生物传感器中得到了广泛应用.其中,球形和薄膜形的MCM-41型介孔二氧化硅具有高负载量、孔口控释和高比表面积等优点,能有效装载各种信号探针、控制粒子的扩散以及固定大量活性纳米颗粒,可大大提高DNA生物...     

光致电化学鸟嘌呤传感器的制备及其应用

将硫堇电聚合在光透电极的表面,再利用壳聚糖将黄嘌呤氧化酶固定在具有光电活性的聚硫堇光透电极的表面上制备了光致电化学鸟嘌呤传感器.基于同时具有光敏和电子受体功能的聚硫堇光电界面,该传感器能与黄嘌呤氧化酶催化鸟嘌呤氧化而产生的电子供体(过氧化氢)产生光致电化学响应,通过测量光致电化学反应产生的光电流实现了对鸟嘌呤的检测.文中探讨了传感器的光致电化学响应机理,讨论了偏压、酶量、电解质溶液pH对传感器测定鸟嘌呤的影响.在优化的实验条件下,该传感器对鸟嘌呤的测定范围为1.00～200μmol/L,检出限为0.55μmol/L,9次测定的相对标准偏差小于3.92%.应用该传感器对酸解DNA脱出的鸟嘌呤基和药品阿昔洛韦进行的检测实验显示,相对标准偏差小于5.37%,加标回收率为96.8%～106%.该传感器的制备和对鸟嘌呤的检测不需要过氧化物酶,不需要除氧,有经济、简便等优点.     

电化学DNA生物传感器*

对特异DNA序列的检测在基因相关疾病的诊断、军事反恐和环境监测等方面均具有非常重要的意义,DNA传感器的研究就是为了满足对特异DNA序列的快速、便捷、高灵敏度和高选择性检测的需要。近年来涌现出了多种传感策略,根据检测方法的不同可以大致分为光学传感器、电化学传感器、声学传感器等。由于电化学检测方法本身所具有的灵敏、快速、低成本和低能耗等特点,电化学DNA传感器已成为一个非常活跃的研究领域并在近几年中得到了快速发展。本文概括了近年来在DNA传感器的重要分支——电化学DNA传感器领域内的一些重要进展,主要包括DNA探针在传感界面上的固定方法和各种电化学DNA杂交信号的检测方法。     

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.     

聚合物膜与自组装膜法制备电化学DNA传感器的研究进展

介绍了DNA电化学生物传感器的研究现状、原理和结构,对DNA探针固定(尤其是聚合物与自组装膜法固定DNA)以及应用方面的最新研究进展进行了综述。     

电化学DNA生物传感器的研究现状

对电化学DNA生物传感器研究的现状,主要对1996-2006年期间的工作作了评述。内容涉及此类生物传感器的研究及DNA修饰电极与小分子的相互作用,还对此领域的未来发展作了展望（引用文献49篇）。     

DNA电化学传感器在DNA片段识别与测定中的应用

本文用乙基－（３－二甲基丙基）碳二亚胺盐酸盐（ＥＤＣ）和羟基丁二酰亚胺（ＮＨＳ）活化已被氧化的石墨电极,然后将单链ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ－１）固定在石墨电极上。运用核酸杂交技术,使具有电化学活性的染料Ｈｏｅｃｈｓｔ ３３２５８ 嵌入双链ＤＮＡ 分子（ｄｓＤＮＡ）的碱基对中,在石墨电极表面形成ｄｓＤＮＡ－Ｈｏｅｃｈｓｔ ３３２５８ 层,通过伏安法测定嵌入Ｈｏｅｃｈｓｔ ３３２５８的氧化峰电流,可以识别和测定溶液中互补的ｓｓＤＮＡ－２ 片段,ｓｓＤＮＡ－２ 的浓度在４．８×１０－ ５～１．１×１０－ ７ ｍ ｇ／ｍ Ｌ范围内,有线性关系,检测限可达６．０×１０－ ８ ｍ ｇ／ｍ Ｌ。     

电化学DNA生物传感器研究的应用进展*

电化学DNA生物传感器因快速、灵敏、低耗和易于操作等优点在基因序列测定中受到了广泛的关注,已逐渐成为分子生物学和生物技术研究的重要领域。具有电活性的小分子和纳米材料因它们独特的性质,已被应用到电化学DNA生物传感器中。本文介绍了电化学DNA生物传感器的基本概念和分类,综述了近年来电活性小分子和纳米材料在电化学DNA生物传感器中的应用进展,并对此领域的未来发展做了展望。     

检测痕量Hg~(2+)的DNA电化学生物传感器

通过自组装方法将修饰有二茂铁基团的富T序列DNA分子(DNA-Fc)固定在金电极表面,得到了一种基于DNA修饰电极的电化学汞离子(Hg2+)传感器.当溶液中有Hg2+存在时,Hg2+可与修饰电极上DNA的T碱基发生较强的特异结合,形成T-Hg2+-T发卡结构,使DNA分子构象发生改变,其末端具有电化学活性的二茂铁基团远离电极表面,电化学响应随之发生变化.示差脉冲伏安法(DPV)结果显示:DNA末端二茂铁基团的还原峰在0.26V(vs饱和甘汞电极(SCE))附近,峰电流随溶液中Hg2+浓度的增加而降低;Hg2+浓度范围在0.1nmol·L-1-1μmol·L-1时,电流相对变化率与Hg2+浓度的对数呈现良好的线性关系.该修饰电极对Hg2+的检测限为0.1nmol·L-1,可作为痕量Hg2+检测的电化学生物传感器.干扰实验也表明,该传感器对Hg2+具有良好的特异性与灵敏度.     

New DNA Technology and the DNA Biosensor

Abstract

Recently there has been an increasing demand to produce systems for the detection of specific DNA sequences that are amenable to non-specialised laboratories. This demand has led to many innovative and novel approaches to DNA analysis which may collectively be termed ′new DNA technology′. Here, we review these advances in relation to their applicability for the production of a DNA biosensor. The present state of the art is described and future possibilities are considered.     

An Electropolymerized Membrane Biosensor for Specific DNA Recognition

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｈｅｎａｓｓＤＮＡｅｎｃｏｕｎｔｅｒｓａｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｐａｒｔｎｅｒｉｎａｓａｍｐｌｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ,ｉｔｗｉｌｌｈｙｂｒｉｄｉｚｅ .Ｔｈｉｓｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎｃａｎｂｅｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｃｈａｎｇｅｓｉｎａｎｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｉｇｎａｌｖｏｌｔａｇｅｏｒｃｕｒｒｅｎｔ.Ａｎｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｂｉｏｓｅｎｓｏｒｗｉｔｈｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ…     

An Electropolymerized Membrane Biosensor for Speciffic DNA Recognition

A sensitive electrochemical biosensor for detecting the sequence of short DNA oligomers is represented. The biosensor is based on a platinum electrode covered a polymerized membrane of conductive monomer N‐[6‐(thien‐3‐yl)acetoxy]‐pyrrolidine‐2, 5‐dione (TAPD). The membrane of TAPD immobilizes a probe DNA on the electrode. The hybridization of the probe with a sequence‐specific DNA in sample solutions is monitored by a self‐synthesized electroactive indicator, which specifically intercalates in the hybrids on the electrode surface. The current signal of the biosensor is proportional to the concentration of the target DNA in samples, and a very low detection limit of 5 × 10^?10 mol/L is found. The biosensor has been used to detect the short oligomers containing of HTV‐1 and mycobacterrium nucleotide sequences.     

功能化纳米金放大的DNA电化学传感器研究

研究了DNA夹心杂交和直接杂交体系,将功能化纳米金引入到标记有生物素的杂交双链上,制成具有电化学活性和纳米金放大作用的DNA电化学传感器,采用循环伏安法测试.在夹心杂交体系中,靶点DNA浓度与阳极峰电流关系曲线的相对标准偏差为3.0%～13.0%,在浓度为6.9×10^-3～0.14nmol/L范围内得到良好的线性关系,检测限达到2.0×10^-3nmol/L,实现了对单碱基突变的高灵敏检测和序列识别.直接杂交检测限为2.5×10^-4mol/L,分别在2.5×10^-4～5.0×10^-3nmol/L和5.0×10^-3～10nmol/L范围内得到峰电量与浓度的良好线性关系.并比较这两种体系.     

寡聚酰胺为探针的电化学DNA生物传感器

DNA分子中的碱基对可以长程传递电荷, DNA分子中的碱基π堆积结构为电荷的长程传递提供了良好的通道. 电荷在DNA分子中的传递受碱基序列的影响, 利用这种性质可以构建DNA碱基错配检测的电化学传感器. 寡聚酰胺能和DNA以小沟绑定方式高亲和力地结合, 并且具有序列识别功能, 本文以带有硝基官能团的寡聚酰胺分子为电化学探针, 设计了电化学DNA生物传感器. 结果显示, 寡聚酰胺与DNA修饰电极作用后, 电化学响应显著增强, 并且可以作为检测DNA碱基错配的电化学探针分子.     

脱氧核糖核酸（DNA）的极谱伏安行为研究

研究了脱氧核糖核酸的极谱伏安行为，在０．１ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＮＨ４Ｃｌ溶液中ＤＮＡ产生一良好的极谱峰，峰电位Ｅｐ＝－１．６５Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／ＡｇＣｌ），且峰电流ｉｐ与ＤＮＡ的浓度在４．５＊１０＾－５－３．７＊１０＾－４ｍｏｌ．ＬＯ＾－１范围内呈线性关系，可望用于ＤＮＡ的定量分析。     

基于DNA聚合酶I的新型电化学传感器及其胰腺癌K-ras基因点突变检测

本文构建DNA聚合酶I的新型DNA电化学传感器,将捕获探针通过Au-S键固定于Au基底表面,与互补靶序列杂交至点突变前一个碱基,通过DNA聚合酶Ⅰ将dUTP-biotin连接在目标DNA的检测位点,再与avidin-HRP反应,而后测定在TMB溶液中的电化学特性. 结果表明,DNA电化学传感电极的检测电流值与K-ras突变型基因浓度（1.0×10^-15 ~ 1.0×10^-10 mol·L^-1）对数呈良好的线性关系,且灵敏度高,特异性较佳.     

A Piezoelectric Biosensor For DNA Hybridisation Detection

Abstract

In this paper the realisation of a piezoelectric biosensor for DNA hybridisation detection is reported. A biotinylated 25-mer, was immobilised on a (strept)avidin coated piezoelectric crystal; avidin was covalently bound to the thiol/dextran modified gold surface of the crystal. Hybridisation of the probe with a complementary sequence was detected. The device was able to distinguish among targets of different lengths. Many cycles of measurements could be performed on the same crystal surface regenerating the single strand with HCl (ImM). No signal was detected when the probe reacted with a non complementary sequence. The same experiments were performed immobilising the biotinylated DNA probe on the gold surface coated with avidin by adsorption and the results were compared.