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.     

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。     

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。     

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

采用疏基化合的自组装／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。     

基于聚亚甲基蓝-碳纳米管复合膜固载血红蛋白的H2O2生物传感器

采用吸附和电化学聚合修饰方法,制得了聚亚甲基蓝-碳纳米管聚合膜玻碳电极(PMB-MWNTs/GCE),再将血红蛋白(Hb)固定在PMB-MwNTs/GCE表面,制备了稳定的Hb/PMB-MwNTs//GCE的H2O2生物传感器,并用循环伏安法对修饰电极的生物电催化行为进行了表征.研究结果表明,固定在PMB-MWNTs/...     

以甲苯胺蓝为电化学探针的核酸适配体传感器用于腺苷的检测

通过金硫键将腺苷适配体互补链(S1)和末端带羧基的DNA链(S2)修饰在金纳米粒子(GNPs)表面,以及甲苯胺蓝(TB)与S2的酰胺反应将TB标记在金纳米粒子表面形成甲苯胺蓝标记的DNA探针分子TB-S2-GNPs-S1,然后在玻碳电极表面电沉积一层金纳米粒子,以其为载体将末端带有巯基的腺苷适配体(Apt)固定在电极表面,以牛血清蛋白为封闭剂消除非特异性吸附,再通过TB-S2-GNPs-S1中的S1与Apt杂交将TB-S2-GNPs-S1负载到电极表面,成功建立了一种以甲苯胺蓝为电化学探针检测腺苷的适配体生物传感器。采用紫外可见光谱和扫描电镜对合成的金纳米粒子和TB-S2-GNPs-S1复合物进行表征。对电极的组装过程采用循环伏安法和电化学阻抗法(EIS)进行表征,对传感器的性能采用差分脉冲法(DPV)和电化学阻抗进行研究。该传感器在1.0×10-4~100.0 ng/m L范围内对腺苷具有良好的信号响应,相关系数(r)为0.994,检出限(S/N=3)为64.7 fg/m L。     

基于壳聚糖-纳米金/纳米普鲁士蓝/L-半胱氨酸修饰的 葡萄糖传感器的研究

在金电极表面修饰一层L-半胱氨酸,再利用静电吸附作用固定纳米普鲁士蓝(nano-PB),然后利用壳聚糖-纳米金复合膜将葡萄糖氧化酶(GOD)固定于修饰电极表面,制成新型的葡萄糖传感器.通过交流阻抗技术,循环伏安法和计时电流法考察了电极的电化学特性.在优化的实验条件下,该传感器在葡萄糖浓度为3.0×10-6～1.0×10-3 mol/L范围内有线性响应,检测下限为1.6×10-6 mol/L.此外该传感器具有响应快、稳定性好和选择性良好的特点,能有效排除常见干扰物质如抗坏血酸、尿酸等对测定的影响.     

功能化纳米金增强的DNA电化学检测和序列分析

用冠以大量二茂铁的纳米金微粒 /抗生蛋白链菌素结合物为标记物 ,将其标记于生物素修饰的寡聚核苷酸片段上 ,制成了具有电化学活性和纳米金放大作用的DNA电化学生物传感器 .首先采用巯基DNA和巯基烷烃混合自组装膜制备了金修饰电极 ,将探针DNA分子固定在了电极表面 ,运用杂交原则结合靶点分子在电极表面形成了双螺旋的DNA链 ,然后借助抗生蛋白链菌素和生物素之间的强亲和作用 ,引入了功能化的纳米金 .通过伏安法测定了修饰在纳米金上的二茂铁的氧化还原电流 ,可以识别和测定溶液中互补的靶点DNA ,17 mer靶点DNA的浓度在 0 .0 0 1～ 10nmol/L范围内有线性关系 ,检测限可达 0 .75× 10 -12 mol/L .     

基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器的制备

构建了基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管(AuNPs/PFA/MWCNTs)修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器.利用循环伏安技术在多壁碳管修饰的玻碳电极表面上聚合一层阿魏酸,在恒电位条件下,在阿魏酸表面沉积金纳米粒子,巯基DNA作为探针通过金硫键固定在金纳米粒子表面.电化学交流阻抗技术(EIS)与扫描电镜(SEM...     

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。     

Repair processes on deoxyribonucleic acid

Many cells have the ability to recognize and eliminate damage to their DNA, particularly thymine dimers formed by UV light. The elimination of this damage may be achieved by enzymatic, light-dependent cleavage of the dimers into the monomers (photoreactivation) or more frequently by dark repair, in which the damaged part is completely removed from the, DNA. In this repair process, the DNA is incised by an endonuclease in the immediate vicinity of the thymine dimers. Oligonucleotides containing the thymine dimer are removed hydrolytically from the DNA by the 5→3′ exonuclease activity of DNA polymerase I (Kornberg enzyme). The resulting gaps are immediately closed by a de novo synthesis with the aid of the same DNA polymerase I, the complementary strand serving as a template (excision repair). The final step is the formation of the phosphodiester bond between the newly synthesized DNA fragment and the old DNA strand by a DNA ligase. Xeroderma pigmentosum patients lack the endonuclease as a result of a genetic defect; they therefore cannot eliminate thymine dimers from their DNA, and are extremely sensitive to sunlight. All information so far suggests that genetic recombination and DNA repair are performed by the same enzyme system.     

Nick sealing by T4 DNA ligase on a modified DNA template: tethering a functional molecule on D-threoninol

Efficient DNA nick sealing catalyzed by T4 DNA ligase was carried out on a modified DNA template in which an intercalator such as azobenzene had been introduced. The intercalator was attached to a D-threoninol linker inserted into the DNA backbone. Although the structure of the template at the point of ligation was completely different from that of native DNA, two ODNs could be connected with yields higher than 90% in most cases. A systematic study of sequence dependence demonstrated that the ligation efficiency varied greatly with the base pairs adjacent to the azobenzene moiety. Interestingly, when the introduced azobenzene was photoisomerized to the cis form on subjection to UV light (320-380 nm), the rates of ligation were greatly accelerated for all sequences investigated. These unexpected ligations might provide a new approach for the introduction of functional molecules into long DNA strands in cases in which direct PCR cannot be used because of blockage of DNA synthesis by the introduced functional molecule. The biological significance of this unexpected enzymatic action is also discussed on the basis of kinetic analysis.     

聚胺与dna相互作用的相图

利用相图方法研究了聚胺(PA)与DNA的相互作用,初步考察了NaCl对精胺与DNA相互作用的影响。研究结果表明,聚胺与DNA之间不仅存在着强烈的静电作用,同时聚胺与DNA碱基对之间也存在着相互作用。在较低的精胺(SPM)浓度(0.025mmol/L)时就开始出现浊度,而在相同的条件下,亚精胺(SPD)-DNA体系和盐酸胍(GD)-DNA体系在聚胺浓度高达10mmol/L时浊度曲线仍无明显变化;SPD-DNA体系与GD-DNA体系的A260曲线相比,前者随着聚胺浓度的增加吸光度逐渐下降,说明SPD与DNA作用强于GD;由此可见聚胺所带正电荷越多,其与DNA的作用越强,水溶液条件下亚精胺(SPD)和GD与DNA间有较弱的相互作用,但不能使DNA产生相分离;加入NaCl后,由于外加电解质的静电屏蔽效应,SPM与DNA之间的相互作用减弱。NaCl浓度越大,二者之间相互作用越弱,SPM-DNA体系相图曲线的线性相关性越低。     

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.     

青蒿素与DNA作用的电化学机理

在体积分数为20%乙醇的Britton-Robinson缓冲溶液(pH=7.4)中,利用循环伏安法和紫外可见吸收光谱法研究了青蒿素与DNA的相互作用。电化学研究表明,DNA的存在能导致青蒿素在银电极上-0.672 V处的还原峰电流下降,峰电位正移。通过对比双链DNA(dsDNA)和单链(ssDNA)与青蒿素作用,得出青蒿素可嵌插到DNA分子中,形成非电活性的复合物。电化学方法可计算出DNA与青蒿素的结合比为1∶4,结合常数为3.6×104。电极过程的电化学参数表明,DNA作用前后,α、β值变化不明显,进一步证实了该复合物是非电活性;Ks值变小,表明二者作用后受扩散控制。紫外可见吸收光谱法研究表明,青蒿素对DNA分子发生嵌插作用。通过光谱滴定法可计算二者的结合比和结合常数,同样获得1个DNA结合4个青蒿素分子,结合常数为4.0×104,与电化学方法测定结果相吻合。实验数据显示,青蒿素进入细胞内有可能与细胞核中DNA结合,诱导细胞凋亡。     

三苯基锡化合物与DNA作用的光谱研究

研究了船体防污漆中主要防污成分-三苯基一氯化锡(TPTC1)与DNA作用的光谱性质.结果表明,TPTCl对DNA的作用是双重的,也就是既可作用于DNA的碱基,对DNA双螺旋结构有一定影响;也可作用于DNA的磷酸基团,使DNA构象发生变化.主要表现在作用时间不同,则作用位点也不同.短时间内,作用位点是DNA的碱基,紫外光谱表现为增色效应;长时间时,作用位点转到了DNA的磷酸基团,紫外光谱表现为减色效应.另外,考察了不同缓冲溶液体系对TPTCl与DNA作用光谱的影响.紫外光谱表明,Tris-HCl和KH2PO4-NaOH体系减弱了TPTCl与DNA的作用,而HAc-NaAc体系则增强了TPTCl与DNA的作用.     

儿茶素与DNA分子间的相互作用机制研究

采用荧光光谱法和紫外光谱法研究了在生理酸度(pH=7.4)条件下儿茶素与DNA的作用方式.通过研究DNA与儿茶素相互作用的荧光和紫外光谱,并结合溴化乙锭荧光探针、Ⅰ￣离子效应、DNA熔点效应及盐效应等实验,探讨儿茶素与DNA的作用模式.研究结果表明儿茶素与DNA主要以嵌插方式发生结合.根据DNA对儿茶素荧光的猝灭,计算出儿茶素与DNA的结合常数为9.44×10-4L·mol-1,结合位点数为1.18.     

灯盏花素与DNA相互作用的电化学及吸收光谱研究

用电化学方法研究了灯盏花素与DNA的相互作用,考察了扫速对灯盏花素与DNA相互作用的影响,实验表明,DNA存在使灯盏花素氧化峰的电位正移,灯盏花素的氧化峰峰电流减小,灯盏花素335 nm吸收光谱的吸收峰降低,呈减色效应,且出现2个等电吸收点,说明灯盏花素与DNA的相互作用以嵌插作用为主。双链DNA(dsDNA)与灯盏花素的结合能力大于DNA(ssDNA),结合比为3:1,结合常数β为3.63×10¹³。     

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.     

金属离子与DNA相互作用的研究进展

对金属离子与DNA相互作用的研究进展进行了综述,讨论了不同金属离子与DNA碱基的作用位点以及不同金属离子与DNA相互作用的特点.