纳米金放大计时库仑法的PML/RARα融合基因检测

应用恒电位在金基底表面电化学沉积纳米金,通过Au—S键将巯基修饰DNA探针固定在纳米金表面,与互补靶序列杂交,构建计时库仑电化学DNA传感器,并检测急性早幼粒细胞白血病(APL)PML/RARα融合基因.采用扫描电子显微术(SEM)与电化学交流阻抗技术(EIS)观察纳米金和表征DNA传感器的构筑过程.以氯化六氨合钌([Ru(NH3)6]Cl3,RuHex)作电化学杂交指示剂,由计时库仑法检测人工合成APL的PML/RARα融合基因.结果表明,纳米金能放大RuHex检测信号,杂交前后电量差值(ΔQ)与靶标链DNA浓度的对数(lgC)值在1.0×10-13～1.0×10-9mol.L-1范围内呈线性关系,检出下限3.7×10-14mol.L-1(S/N=3).该法操作简便、特异性好,有望用于实际样品的检测.     

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。     

杂交及切断过程的QCM实时检测研究(英文)

采用自组装技术,将 5′端标记有巯基的 20-merODN(oligo 1)以金 硫键形式牢固结合在 7. 995MHz的AT-切石英晶体的镀金表面,然后由石英晶体微天平实时检测了与碱基序列互补的 10 merODN (oligo 2)和 8 merODN(oligo 3)的杂交,同时还研究了稀土金属铈离子在温和条件下对DNA的水解切断作用.结果表明:应用QCM方法可能实时检测DNA的固定和杂交,Ce(IV)能随机切断单链DNA;但不能切断杂交形成的双链DNA,因此可利用杂交保护的方法对单链DNA实行定位切断.     

电化学石英晶体微天平实时表征和定量检测短序列DNA

利用电化学石英晶体微天平(EQCM)这一灵敏的质量和电化学传感器测定特定序列DNA。应用自组装膜技术在压电石英晶振表面自组装一带羧基的α－硫辛酸单层膜,通过盐酸1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)及N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)共价固化寡聚核苷酸为探针,用于测定与其碱基序列互补的DNA。实验中EQCM实时监测了α-硫辛酸的自组装过程、探针固化过程及其与cDNA杂交过程。定量得出了探针固化量及cDNA杂交量。在酸性、中性和碱性条件下,分别对固化和杂交过程进行表征,实验发现探针固化及DNA杂交都受pH影响,本文对此现象进行了解释。同时,利用染料Hoechst33258的电化学活性,使其与双链DNA嵌合,通过测量Hoechst33258的电化学信息进一步验证了DNA杂交关键步骤。     

分子信标探针荧光法测定慢性粒细胞性白血病相关基因

根据慢性粒细胞性白血病(CML)相关基因b3a2序列设计了一种带有荧光基团和淬灭基团的凸环结构探针(分子信标,MB),研究其与互补目标DNA杂交前后的荧光变化行为,建立了b3a2基因检测的新方法.在最适条件下,得到杂交后溶液荧光强度与本底荧光强度的比值(S/B)和目标DNA 的浓度呈线性关系,r=0.9973,线性范围4.0×10-9～3.2×10-8 mol/L.该方法为实际样品的检测奠定了基础.     

C3对称性含膦三足体衍生物及其Eu(Ⅲ)配合物的合成以及与DNA相互作用的研究

设计合成了一种新的C3对称性含膦三足体衍生物N',N',N'-三(亚磷酸三乙酯)缩氨三乙酸(L)及其Eu(Ⅲ)配合物.用1H NMR、13C NMR、红外光谱、元素分析、差热-热重及紫外光谱对其组成和结构进行分析和表征.结果表明,三足体衍生物与稀土苦味酸盐(Eu(pic)3·6H2O)形成了1:1配合物Eu(pic)3L.综合运用紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法和循环伏安法研究了Eu(pic)3L与小牛胸腺DNA之间的结合模式,结果表明,配合物Eu(pic)3L与DNA之间以嵌插形式发生相互作用.将该配合物作为杂交探针,对其在DNA电化学传感器方面的应用进行了探讨.结果发现,该配合物在修饰单链DNA的电极检测作用下,无明显的电化学信号响应,而当将其用于检测杂交双链DNA时,出现了明显信号,并且该配合物的DNA传感器对互补序列、错配序列及非互补序列都有良好的选择作用.     

微囊藻属DNA电化学传感器的研制

利用自组装法将巯基修饰的DNA探针与6-巯基-1-己醇(MCH)固定到金电极表面,制备了微囊藻属特定DNA传感器,将该传感器与完全互补的微囊藻DNA序列、完全不互补序列,以及单碱基错配序列进行杂交,以Hoechst 33258为杂交指示剂,应用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了该传感器对目标DNA的电化学检测行为.研究表明,当与完全互补DNA杂交后,Hoechst 33258氧化信号有明显的增强.实验对自组装时间、MCH浸泡时间及杂交液离子浓度进行了优化.结果表明,当自组装时间为90 min,MCH浸泡时间为1 h,杂交溶液中NaCl浓度为0.3 mol/L时,电化学信号最好.目标DNA的氧化峰电流值与其浓度在1×10~(-8) ～1×10~(-6) mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为8.1×10~(-9) mol/L.     

铂纳米颗粒修饰电化学DNA传感器检测大豆中转基因成分

用电沉积方法将铂纳米颗粒修饰在玻碳电极表面,然后将花椰菜花叶病毒35S启动子ssDNA片段直接吸附在铂纳米颗粒上,制成特异的电化学DNA传感器。用扫描电子显微镜和循环伏安法对修饰铂纳米颗粒电极进行了表征。ssDNA探针与互补目的ssDNA杂交,以[Co(phen)3]3 (phen=1,10-Phe-nanthroline)为杂交指示剂,用方波伏安法进行检测,表现出良好的响应信号。与在裸玻碳电极上修饰的探针相比,测定目的基因的灵敏度显著提高。传感器对互补目的ssDNA检测的线性范围为2.14×10-9～2.14×10-7mol/L;检出限为1.0×10-9mol/L,与3个碱基错配的DNA序列杂交,观察不到明显的杂交信号。样品DNA经HindⅢ非限制性内切酶酶切后测定,杂交检测信号增大。用传感器检测含量不同的转基因大豆DNA和非转基因大豆DNA的混合溶液,杂交前后的电流差与转基因DNA的含量呈良好线性关系。连续5次测量含有100%转基因大豆DNA杂交后的电信号,相对标准偏差为5.89%,固定探针的电极再生后可重复使用8次。     

C3对称性含膦三足体衍生物及其Eu(III)配合物的合成以及与DNA相互作用的研究

设计合成了一种新的C3对称性含膦三足体衍生物N',N″,N-三(亚磷酸三乙酯)缩氨三乙酸(L)及其Eu(Ⅲ)配合物。用1H NMR、13C NMR、红外光谱、元素分析、差热-热重及紫外光谱对其组成和结构进行分析和表征。结果表明,三足体衍生物与稀土苦味酸盐(Eu(pic)3·6H2O)形成了1∶1配合物Eu(pic)3L。综合运用紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法和循环伏安法研究了Eu(pic)3L与小牛胸腺DNA之间的结合模式,结果表明,配合物Eu(pic)3L与DNA之间以嵌插形式发生相互作用。将该配合物作为杂交探针,对其在DNA电化学传感器方面的应用进行了探讨。结果发现,该配合物在修饰单链DNA的电极检测作用下,无明显的电化学信号响应,而当将其用于检测杂交双链DNA时,出现了明显信号,并且该配合物的DNA传感器对互补序列、错配序列及非互补序列都有良好的选择作用。     

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.     

C3对称性含膦三足体衍生物及其稀土配合物的合成以及与DNA相互作用的研究

本文设计合成了一种新的C3对称性含膦三足体衍生物N’,N’’,N’’’-三（亚磷酸三乙酯）缩氨三乙酸（L=N’,N’’,N’’’-三（亚磷酸三乙酯）缩氨三乙酸）及其Eu(Ⅲ)配合物。用1HNMR、13CNMR、红外光谱、元素分析、差热-热重及紫外光谱对其组成和结构进行分析和表征。结果表明,三足体衍生物与稀土苦味酸盐(Eu(pic)3?6H2O形成了1:1型配合物Eu(pic)3L。综合运用紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法和循环伏安法研究了Eu(pic)3 L与小牛胸腺DNA之间的结合模式。通过紫外、EB探针及循环伏安得出了配合物Eu(pic)3L与DNA之间以嵌插形式发生相互作用。将该配合物作为杂交探针,对其在DNA电化学传感器方面的应用进行了探讨。结果发现,该配合物在修饰单链DNA的电极检测作用下,无明显的电化学信号响应。而当将其用于检测杂交双链DNA时,出现了明显信号,并且该配合物的DNA传感器对互补序列、错配序列及非互补序列都有良好的选择作用。     

N-二(苯-二氨基甲酰基)甲基磷酸及其铕(Ⅲ)配合物的合成及在DNA电化学传感器中的应用

合成了一种新的含磷有机三足体衍生物N-二(苯-二氨基甲酰基)甲基磷酸及其铕(Ⅲ)配合物,通过元素分析、红外光谱、差热-热重等方法对其进行结构表征和组成分析,并以该配合物为杂交探针,对其电化学传感器进行较为系统的研究。结果表明:此配体与Eu(Ⅲ)离子倾向于形成1∶1型配合物;紫外光谱法和循环伏安法的研究结果显示,铕(Ⅲ)配合物与DNA以插入形式发生相互作用。将该配合物作为杂交探针进行DNA电化学传感器研究时发现,该配合物在修饰单链DNA的电极检测作用下,无明显的电化学信号响应。而当将其用于检测杂交双链DNA时,出现了明显信号。基于该配合物的DNA传感器对互补序列、错配序列及非互补序列有良好的选择作用。     

硒化铅纳米粒子DNA电化学传感器检测花椰菜花叶病毒35S启动子基因序列

以水热法合成十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰的PbSe纳米粒子。在碳糊电极表面制备的PbSe纳米粒子壳聚糖(CHIT)复合膜上,实现了DNA的固定和杂交,并用循环伏安法和电化学交流阻抗法进行了表征。应用电活性分子亚甲紫(MV)作为杂交指示剂,以微分脉冲伏安法对转基因植物CaMV35S启动子基因片段进行测定,检测范围为5.0×10-11～5.0×10-6mol/L;检出限为1.6×10-11mol/L(3σ)。该传感器能很好地识别DNA互补序列、非互补序列和2碱基错配序列。     

聚苯胺纳米线修饰的DNA电化学传感器的研究

采用电流密度递减的方法在玻碳电极表面修饰聚苯胺纳米线(PAINW), 以SEM对其形貌进行表征, 测得PAINW的尖端直径在80～100 nm之间. 以乙基-(3-二甲基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(EDC)为偶联活化剂, 将5'-磷酸基修饰的寡聚核苷酸片断共价固定在聚苯胺修饰的电极上, 一定条件下, 以亚甲基蓝为电化学杂交指示剂, 采用差分脉冲伏安法对杂交信号进行检测, 实现了对特定序列DNA片段的互补、非互补序列的识别.     

基于三维有序金掺杂纳米二氧化钛的DNA生物传感器研究

用模板法在氧化铟锡(ITO)电极上制备具有三维有序多孔结构的金掺杂纳米二氧化钛修饰电极(3DOM GTD/ITO),扫描电镜(SEM)结果表明,制备的修饰电极三维结构规整有序、孔径均一。将标记有二茂铁(Fc)的DNA探针修饰到3DOM GTD/ITO电极上构建了一种新的标记型DNA生物传感器,通过Fc在DNA探针杂交前后的电化学信号变化可识别目标靶序列。采用循环伏安(CV)、示差脉冲(DPV)和交流阻抗(EIS)等方法对DNA探针在电极表面的固定和杂交进行表征。实验结果表明,该DNA生物传感器可以成功地识别乳腺癌基因靶序列,Fc的氧化还原电流与靶序列浓度在8.0×10-7～1.0×10-5 mol/L范围内呈线性关系,线性相关系数为0.9908,检测限为5.2×10-7 mol/L。     

基于金纳米粒子/1,6-己基二硫醇组装的脱氧核糖核酸电化学传感器检测凝血因子Ⅻ片段

将含有17个碱基对的凝血因子Ⅻ单链脱氧核糖核酸(DNA)片段固定在十六烷基三甲基溴化胺(CTMAB)保护的金纳米粒子/1,6-己基二硫醇/金电极上,以道诺霉素(DNR)为电活性指示剂,用于检测其互补序列。电化学阻抗谱(EIS)监测了整个组装过程,电极界面性质随组装层的改变而变化。循环伏安(CV)研究发现,DNR与单、双链DNA以不同的方式结合。通过微分脉冲伏安法(DPV)检测DNR的还原峰电流,获得DNA杂交的最佳条件为:杂交时间1h,道诺霉素的浓度为1.0×10-4mol/L,巯基修饰的单链DNA(SH-ssDNA)组装时间为24h。在最佳杂交条件下,当互补DNA(cDNA)的浓度从1.0×10-13mol/L增加到1.0×10-8mol/L,DNR的还原峰电流与cDNA浓度的对数值呈线性关系,其线性回归方程为:y=0.288 0.022lgx,线性相关系数为0.9987,cDNA的检出限达8.1×10-14mol/L。     

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。     

2-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-5-(1-羟甲基)C_(60)吡咯烷衍生物的合成及其在DNA电化学传感器中的应用

以L-丝氨酸、邻香兰素及C60为原料通过1,3-偶极环加成反应,合成并分离纯化得到一种新型的2-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-5-(1-羟甲基)C60吡咯烷衍生物(FPD)。通过质谱、红外光谱、紫外-可见光谱、氢核磁和元素分析等检测手段对其结构进行表征。采用滴涂法将FPD修饰在玻碳电极表面,然后在其表面组装Al3+,并进一步利用Al3+与磷酸骨架的静电相互作用,将探针DNA固定到修饰电极表面,组建了一种新型DNA电化学生物传感器。以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂,考察了该DNA传感器的分析性能。实验结果表明,在1.0×10-15~1.0×10-9mol/L浓度范围内,互补序列DNA的浓度对数值(lgcS2)与该传感器上的峰电流值(Ip)具有良好的线性关系,其线性方程为Ip(10-6A)=0.106 lg(cS2,mol/L)+0.735,检出限(S/N=3)为5.4×10-16mol/L。选择性实验表明该传感器能有效识别互补序列和碱基错配序列DNA片段。     

基于非标记适配体结构变化荧光法检测黄曲霉毒素B1

构建了一种基于非标记适配体结构变化荧光检测黄曲霉毒素B1(AFB1)的方法。无AFB1时,一条非标记的AFB1适配体同时与2条短互补DNA链杂交,形成DNA双链结构,导致标记于其中一条互补DNA的3’端的荧光素（FAM）与标记于另一条互补DNA的5’端的淬灭剂（BHQ1）相邻近,发生荧光共振能量转移,FAM荧光被BHQ1淬灭。AFB1存在时,适配体与AFB1结合,而不与互补DNA发生杂交。此时,FAM与BHQ1距离较远,FAM荧光不能被淬灭。通过测量体系荧光强度变化可定量检测AFB1。方法检出限0.2 nmol/L,定量检测范围1.0 nmol/L～4.0μmol/L。该方法无需共价标记适配体,操作简便,特异性好,能够用于检测复杂基质样品中的AFB1。     

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％.