新型"三明治"结构DNA电化学传感器对急性早幼粒细胞白血病相关融合基因的检测

基于急性早幼粒细胞白血病(APL)中PML/RARα融合基因的碱基序列,设计了新型的锁核酸(LNA)修饰寡核苷酸作为捕获探针和信号探针,研究出一种基于"三明治"传感模式的电化学生物传感器对PML/RARα融合相关基因进行检测.靶序列分别与捕获探针和信号探针杂交后形成"三明治"结构.将修饰电极置于含有底物3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)和过氧化氢的测定溶液中,用计时电流法检测靶序列.结果表明,该传感器可定量识别和检测溶液中人工合成的短链APL PML/RARα融合基因片段.经过条件优化,杂交前后电流值与靶标链浓度在1.0×10~(-12) ～2.5×10~(-11) mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为8.5×10~(-13) mol/L.该方法简单、特异性好,有望用于实际样品的检测.     

计时电量法用于检测急性早幼粒细胞白血病PML/RARα融合基因的研究

以氯化六氨合钌( [Ru (NH3)6]3+)为杂交指示剂,通过Au -S键的共价结合,将DNA探针固定在电极表面与互补靶序列杂交,构建了计时电量法(CC)检测急性早幼粒细胞白血病(APL)中PML/RARα融合基因的电化学DNA传感器,并通过对比杂交前后电量的变化检测互补序列及浓度.由于杂交前后与DNA链静电结合的[...     

应用纳米金/TiO_2中空微球复合膜高灵敏检测转基因植物外源基因特定DNA序列

在碳糊电极表面制备的纳米金/TiO2中空微球复合膜可以极大地提高DNA检测的灵敏度.应用循环伏安法和电化学交流阻抗谱法研究了纳米金和TiO2中空微球在碳糊电极上的固载,并用[Fe(CN)6]3-/4-作为指示剂以电化学交流阻抗谱法表征了DNA的杂交.此DNA电化学生物传感器成功检测了来自于花椰菜花叶病毒的35S启动子基因的DNA特定序列,其动力学检测范围为1.0×10-12~1.0×10-8mol/L,检测限为2.3×10-13mol/L;同时对从一种转基因大豆中提取的外源基因胭脂碱合成酶基因终止子的聚合酶链式反应(PCR)扩增产物进行了检测,得到了满意的结果.     

基于直立碳纳米管大面积金粒子的DNA生物传感器用于早幼粒白血病/维甲酸受体α融合基因检测

基于直立碳纳米管上的大面积金粒子构建了新型的电化学DNA生物传感器,用于急性早幼粒细胞白血病PML/RARα融合基因的检测。首先在直立碳纳米管电极表面溅射金粒子,采用自组装方法将巯基修饰的单链DNA固定到电极上,将氨基修饰的单链DNA和羧基化的CdTe量子点通过酰胺缩合反应生成CdTe修饰的DNA探针,通过与目标DNA的双杂交反应形成三明治结构,利用差分脉冲阳极溶出伏安法检测电极表面捕获的CdTe量子点,从而对DNA进行定量分析。结果表明,电极上Cd2+峰电流与目标DNA浓度(1.0×10-12~1.0×10-8 mol/L)的对数值呈线性关系,线性方程为ipa(μA)=1.626+0.132lgC(mol/L)(R=0.996),检出限为4.0×10-13 mol/L(3σ)。传感器表现出良好的重现性和稳定性。     

基于计时库仑技术的可再生型三磷酸腺苷适配体电化学传感器的研究

构建了一种可再生型三磷酸腺苷(ATP)适配体计时库仑电化学传感器.将一条短链DNA通过AuS键自组装固定在电极表面, ATP的核酸适配体与该短链DNA杂交而结合在电极表面.带负电的DNA通过静电吸引结合电解液中的六氨合钌(RuHex)阳离子.当传感器和靶分子ATP孵育后,ATP与核酸适配体结合,使适配体链从电极表面解离,电极表面吸附的DNA量减少,结合RuHex的量随之降低.通过计时库仑技术检测RuHex响应信号降低的量 ,可以对ATP进行定量测定.此传感器的电化学响应信号与ATP浓度对数值呈线性关系,线性检测范围为0.001~100 μmol/L,检出限(S/N=3)为0.5 nmol/L.此传感器检测靶分子ATP后,可以通过简单的操作步骤再生,再生5次后的响应信号为初始信号的90%以上.采用此传感器检测大鼠脑透析液中ATP的含量为(19.2±3.7) nmol/L (n=3).     

基于多边形金纳米颗粒的非标记型可卡因适体传感器的研制

实验合成了多边形金纳米颗粒,通过壳聚糖(CHIT)将合成的多边形金纳米颗粒固定在玻碳电极表面,然后通过自组装技术将带巯基的捕获DNA探针固定在修饰有多边形金纳米颗粒的电极表面,利用杂交反应使可卡因适体与DNA捕获探针结合,制成非标记型可卡因适体传感器。以六氨合钌作为电化学指示剂,通过测量传感器与目标物可卡因结合前后电流变化情况对可卡因进行测定。考察了缓冲溶液的pH、可卡因培育时间、扫描速度等对测定的影响。结果表明,在pH为7.40时该传感器的检测范围为1.0×10-10～1.0×10-3 mol/L,检测限为3.0×10-11 mol/L。该传感器制作简单,响应好,抗干扰能力强。     

基于DNA四面体纳米结构探针的电化学生物传感器检测DNA甲基化

该文以DNA四面体纳米结构探针(TSP)为捕获探针,将辣根过氧化物酶标记的IgG抗体结合在纳米金颗粒表面(AuNPs-IgG-HRP)作为信号分子,构建了一种新型DNA甲基化电化学传感器。利用一步热变性法组装成TSP后,通过Au—S键固定在修饰纳米金颗粒的金电极表面,经过靶标DNA杂交、5-甲基胞嘧啶(5-mc)抗体及AuNPs-IgG-HRP结合后,用差分脉冲伏安法(DPV)进行检测。采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对修饰电极的构建过程进行电化学表征。探究了杂交时间、5-mc抗体浓度、IgG-HRP加入体积、氢醌(HQ)和过氧化氢(H2O2)浓度对传感器的影响。在最佳条件下,该传感器对甲基化DNA的线性响应范围为1.0×10-15~1.0×10-10 mol/L,检出限(S/N=3)为4.4×10-16 mol/L。该传感器具有良好的选择性和稳定性,为DNA甲基化检测提供了新方法。     

棒状Sb2S3-nafion纳米复合膜修饰玻碳电极的大肠杆菌DNA传感器

将棒状Sb2S3纳米粒子与Nafion聚合物在乙醇溶液中超声混合得到均匀的Sb2S3-Nafion纳米复合材料分散液。将该复合材料滴涂至玻碳电极(GCE)表面,得到稳定的Sb2S3-Nafion修饰电极。循环伏安和阻抗表征实验表明,由于Sb2S3的纳米尺寸效应及半导体效应,电极的电化学性能得到了极大的提高。采用PCl5为活化剂,将Nafion表面的磺酸基团酰氯化,再利用共价键合法将末端修饰氨基的大肠杆菌DNA特征序列固定到修饰电极表面,制备了一种新型的DNA电化学传感器。以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂,将制备的DNA电化学传感器应用于大肠杆菌基因目标序列检测,结果表明,该传感器对目标DNA具有较宽的动力学线性范围(1.0×10-12～1.0×10-7mol/L),检出限达到2.4×10-13mol/L。此外,选择性实验表明该传感器对互补序列、单碱基错配序列、三碱基错配序列和完全错配序列具有良好的识别能力。     

L-丝氨酸/壳聚糖/石墨烯/纳米金修饰电极的制备及应用

将L-丝氨酸(L-Serine)电聚合到裸金电极表面,再将壳聚糖(CS)、纳米金(Nano-Au)、石墨烯(GO)混合液滴涂在L-丝氨酸修饰的金电极上,制成L-Serine/GO/Nano-Au/CS/Au/CME电化学传感器.考察了胞嘧啶在该传感器上的电化学行为,优化了实验条件.结果表明,该传感器对胞嘧啶有良好的选择性和灵敏度,胞嘧啶的浓度在1.0×10~(-7)~1.0×10~(-3)mol/L范围内与峰电流的减小量呈现良好的线性关系,检出限为3.2×10~(-8)mol/L(S/N=3).将该传感器应用于实际样品中测定胞嘧啶,结果令人满意.     

基于二硫化钼/纳米金和硫堇/纳米金信号放大的雌二醇电化学适配体传感器

构建了一种新型的基于二硫化钼/纳米金和硫堇/纳米金信号放大的检测17β-雌二醇的电化学适配体传感器. 利用巯基自组装技术将17β-雌二醇的适配体探针DNA固定在二硫化钼/纳米金修饰玻碳电极表面, 与末端带巯基的部分互补DNA链杂交, 将硫堇/纳米金电化学指示剂自组装在杂交后的双链DNA上, 制备了17β-雌二醇电化学适配体传感器. 二硫化钼/纳米金复合材料增加了电极的有效表面积和DNA探针的固定量. 纳米金作为信号物质载体负载硫堇, 实现了电化学指示剂的信号放大. 加入目标物17β-雌二醇后, 目标物与适配体DNA特异性结合, 导致互补DNA链脱落, 双链上结合的硫堇/纳米金电化学指示剂数量减少, 电化学信号降低. 实验结果表明, 在1.0×10 ^-14~5.0×10 ^-12 mol/L范围内17β-雌二醇浓度与峰电流的线性关系良好, 检出限为4.2×10 ^-15 mol/L(S/N=3). 该传感器可望用于其它环境激素类物质的检测.     

基于分子识别作用鉴别人参基因的电化学传感器

本文以人参ITS及518 s基因上的SNP位点为检测对象,利用分子识别作用构建了一种电化学传感器,成功地对人参、西洋参进行了品种鉴别。本文设计合成了一种双标记DNA探针(DLP),该探针的一端标记了4-4-二甲氨基苯基偶氮苯甲酸(dabcyl)作为客体分子,另一端标记了金纳米颗粒作为电化学杂交指示剂。同时使用α-CD/MCNTs/GCE电极作为工作电极。由于DLP的茎环结构,只有在DLP与目标DNA杂交后,DLP上的dabcyl分子进入修饰电极表面的α-CD空腔中,进而DLP被α-CD修饰电极捕获。并且,通过金纳米颗粒的AuCl4-的电化学还原电流信号。可灵敏检测4.6×10-10mol.L-1的目标DNA。     

量子点双标记的Fe3O4@Au磁性纳米DNA电致发光型传感器

合成了Fe3O4@Au磁性纳米粒子,并根据单链寡聚核苷酸(ss-DNA)杂交原理,利用量子点电化学发光,构建了DNA电化学传感器.在磁控玻碳电极(MCGCE)表面,将5′-SH-ssDNA捕获探针自组装在Fe3O4@Au磁性纳米粒子上,然后与目标DNA互补的一端杂交形成dsDNA,再与双标记了量子点的5′-NH2-ssDNA-NH2-3′信号探针杂交形成三明治杂交的DNA.应用循环伏安法对DNA的固定与杂交进行了表征.目标DNA浓度在1.0×10-13～1.0×10-11 mol/L范围与其响应的ECL信号呈线性关系,检出限为1.8×10-14mol/L.由于采用量子点双标记法,检测的灵敏度显著提高.     

基于石墨烯/DNA/纳米金的无酶葡萄糖传感器研究

本文利用电解剥离法制得石墨烯/DNA复合材料,通过化学还原法将纳米金颗粒固定在石墨烯/DNA复合材料表面制得石墨烯/DNA/纳米金(Gr/DNA/GNPs)复合材料,最终构建了一种基于Gr/DNA/GNPs修饰电极的无酶葡萄糖生物传感器。通过循环伏安法考察了不同修饰电极在碱性葡萄糖溶液中的电化学行为,并探讨了溶液中OH-离子强度、扫描电位范围及Gr/DNA/GNPs修饰量对传感器响应特性的影响。在优化实验条件下,采用循环伏安法检测葡萄糖的线性范围为8.0×10-5~5.0×10-2mol·L-1,检出限为1.2×10-5mol·L-1(S/N=3)。对2.0×10-3mol·L-1的葡萄糖平行测定5次,其相对标准偏差为3.2%。实验结果表明该传感器具有较高的灵敏度、较好的重现性、稳定性及抗干扰能力。本方法可成功用于人血清样品中葡萄糖含量的测定,回收率为97.4%~102.8%。     

DNA电化学生物传感器在转基因植物特定序列基因检测中的应用

在玻碳电极(GCE)上采用循环伏安法电聚合硫堇(PTh)得到PTh/GCE修饰电极,并利用聚硫堇层共价结合和静电作用吸附金纳米粒子(AuNP′s)制得AuNP′s/PTh/GCE修饰电极。然后通过将ss-DNA/AuNP′s/PTh修饰电极置于cDNA杂交液中,于42℃杂交制得ds-DNA/AuNP′s/PTh修饰玻碳电极,实现了脱氧核糖核酸(DNA)探针在AuNP′s/PTh修饰的玻碳电极上的固定,制得DNA电化学生物传感器。在[Fe(CN)6]3-/4-溶液中采用微分脉冲伏安法(DPV)及交流阻抗谱技术(EIS)对DNA的固定和杂交进行了表征。试验结果表明:在1.0×10-10～1.0×10-6mol.L-1的浓度范围内,该传感器可对转基因植物外源基因草丁膦乙酰转移酶基因(PAT基因)片段进行检测,检出限(3s)为3.2×10-11mol.L-1。     

CdTe量子点标记的DNA电化学传感器的研究

利用碳纳米管和CdTe量子点(QDs)组装的电化学传感器,建立了一种识别DNA的新方法.将氨基修饰的单链DNA探针共价键合固定在带有羧基的碳纳米管修饰的金电极上,然后与CdTe QDs标记的目标DNA进行杂交.利用差分脉冲法(DPV)和循环伏安法对目标DNA的固定和杂交进行表征,通过电活性指示剂柔红霉素(DNR)的DPV峰电流变化,对互补DNA、非互补DNA和单碱基错配DNA序列进行识别.与未标记CdTe QDs的目标DNA相比,标记CdTe QDs的目标DNA序列的电流响应灵敏度明显提高.DNA电化学传感器检测的优化条件:DNR的浓度为1.67×10-5 mol/L,DNA杂交时间为80 min,杂交温度为55 ℃.在1.0×10-13 ～1.0×10-8 mol/L范围,目标DNA浓度的对数值与其响应的DPV信号(还原峰电流)呈线性关系,检出限为3.52×10-14 mol/L(S/N=3,n=9),线性方程为ΔI=50.22+3.567 lgcDNA,相关系数为0.996 6.对1.0×10-10 mol/L的目标DNA样品进行重复测定,相对标准偏差为4.8%(n=5),重复性良好.     

纳米金双巯基修饰金电极差分脉冲伏安法测定多巴胺和抗坏血酸

在裸金电极上自组装4,4-二甲基联苯硫醇(MTP)膜(MTP/AuSAMs),再电还原氯金酸溶液修饰纳米金,得纳米金双巯基修饰金电极(NG/MTP/Au).研究了多巴胺(DA)和抗坏血酸(AA)在NG/MTP/Au上的电化学行为,发现该修饰电极对DA、AA的氧化具有良好的电催化作用,多巴胺(DA)和抗坏血酸(AA)的氧化峰电位差达到155mV,可以实现对此二组分混合溶液的选择性测定.差分脉冲法测得的峰电流与DA、AA浓度分别在5.0×10-7～1×10-4mol.L-1和3.5×10-6～1.0×10-3mol.L-1范围内呈线性关系,检测限(3σ)分别为1.5×10-7mol.L-1和1.2×10-6mol.L-1,相关系数0.998.     

邻苯二酚在金纳米粒子-碳纳米管复合修饰电极上的电化学行为

用循环伏安法研究了在pH7.0的磷酸盐支持电解质中,在-1.0～1.0 V(vs.SCE)电位范围内,邻苯二酚在金纳米粒子-碳纳米管复合修饰电极上的电化学行为,发现金纳米粒子-碳纳米管复合膜对邻苯二酚的电化学反应具有非常明显的电催化作用,催化效果强于单独的金纳米粒子或碳纳米管修饰电极。邻苯二酚在该修饰电极上的电化学反应受到表面吸附过程控制。可利用该修饰电极对对苯二酚、邻苯二酚和间苯二酚进行同时测定。邻苯二酚在4.0×10-5～1.0×10-3mol.L-1范围内呈线性,检出限(3S/N)达到1.0×10-5mol.L-1。     

新型磁性纳米电化学DNA生物传感器的研究

利用高分子磁性纳米粒子有效地将磁性分离、富集和化学修饰电极的电化学检测相结合,构建以亚甲基蓝为嵌入式杂交指示剂的电化学DNA生物传感器.此传感器对碱基错配的序列有较好的选择性.传感器对目标序列的响应在1×10-13～1×10-6 mol/L范围内呈线性关系;检出限为4.3×10-14 mol/L.这种新型的高分子磁性纳米粒子电化学DNA生物传感器具有高的灵敏度,其线性范围宽,成本低,为DNA的痕量分析提供了一种新的思路.     

多壁碳纳米管/纳米Ag-TiO_2膜DNA电化学生物传感器

基于多壁碳纳米管/纳米Ag-TiO2复合膜制备了高灵敏度的DNA电化学生物传感器。将Ag-TiO2复合物与适量分散于N,N-二甲基甲酰胺中的多壁碳纳米管(MWNT)相混合,形成均匀稳定的混合溶液,将其滴涂于裸碳糊电极表面,制得MWNT/Ag-TiO2修饰碳糊电极。碳纳米管大的比表面积和良好的电子传递性能与Ag-TiO2纳米复合物良好的生物相容性和对DNA极好的吸附能力的协同作用,显著提高了DNA探针的固载和DNA杂交的检测灵敏度。应用循环伏安法和电化学交流阻抗谱分别对传感膜的制备和DNA的固定与杂交进行了表征。以电化学交流阻抗谱法对转基因植物外源草丁膦乙酰转移酶基因片段进行了检测,线性范围为1.0×10-11～1.0×10-6mol/L,检出限为3.12×10-12mol/L。     

聚多巴胺-纳米金修饰玻碳电极检测芦丁

采用一锅法制备聚多巴胺-纳米金修饰玻碳电极(PDA-AuNPs/GCE),用扫描电子显微镜(SEM)对修饰电极进行表面形貌分析,并研究芦丁在该修饰电极上的电化学行为。实验表明,PDA-AuNPs/GCE对芦丁有较好的电催化氧化性能,芦丁的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-6～1.0×10-4mol·L-1范围内成线性关系,检测下限为2.3×10-7mol·L-1(S/N=3)。该修饰电极可用于复方芦丁片中芦丁含量的检测,效果良好。