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铜(Ⅱ)、锰(Ⅱ)等希夫碱金属配合物的合成及其DNA生物传感器的研制

赵敏  
【摘要】: 本论文合成了6种希夫碱类金属配合物,通过元素分析、红外光谱测定其结构。利用电化学和荧光光谱的方法研究了这些配合物与鲑鱼精DNA的作用机理,确定了最佳反应条件。运用核酸杂交技术,用具有电化学活性的配合物作为指示剂制备了DNA电化学传感器,通过对电极表面ssDNA的固定,制备成DNA探针,并将DNA探针应用于靶序列DNA片断的识别。论文共分为四个部分。 (1)通过合成两种希夫碱配体,与过渡金属铜(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、锰(Ⅱ)合成了6种金属配合物,并通过元素分析和红外光谱对它们的结构进行了表征。 (2)选用配体L_1的铜(Ⅱ)的金属配合物,运用循环伏安法研究了L_1CuImH与鲑鱼精DNA的相互作用。实验结果表明,L_1CuImH可以通过沟槽作用与DNA结合,实验求得当R2.57 (R=[L_1CuImH]/[DNA]])时,化合物的化学计量系数m=0.847≈1,化学平衡常数Ka=2.41×103 L·mol~(-1),其结构式为DNA-L_1CuImH;当R3.14时,m=2.372≈2,其化学平衡常数Ka=3.80×10~9 L_2·mol~(-2),结构式为DNA-(L_1CuImH)2。以L_1CuImH为杂交指示剂,通过共价键合法进一步制备成DNA生物传感器。该DNA电化学传感器检测乙肝病毒的检测线性范围为2.0×10-8 ~ 8.1×10~(-7) mol·L~(-1),检出限为5.93×10~(-9) mol·L~(-1),(S/N = 3)。 (3)选取配体L_2的铜(Ⅱ)的金属配合物,并基于它与DNA的相互作用将其作为一种杂交指示剂制成了DNA电化学传感器。用循环伏安法研究了Cu_2(L_2)_2与DNA在玻碳电极(GCE)表面的相互作用,实验表明其作用模式主要是沟槽作用。[0]通过对互补链DNA、碱基错配DNA与探针DNA的杂交信号在结合指示剂后微分脉冲伏安行为的比较,说明指示剂有良好的选择性。测定了DNA电化学传感器检测乙肝病毒(HBV)的检测线性范围为8.07×10~(-9) ~ 5.01×10~(-7) mol·L~(-1),检出限为7.46×10~(-1)0 mol·L~(-1)(S/N = 3)。 (4)通过循环伏安法和荧光分析法研究了Mn_2(L_2)_2与DNA相互作用,结果表明Mn_2(L_2)_2以嵌插结合的方式与DNA结合。用带有羧酸基团的多壁碳纳米管(MWNTs-COOH)修饰玻碳电极,将5′端氨基修饰的核苷酸通过羧基共价固定在碳纳米管上,电活性的Mn_2(L_2)_2作为杂交指示剂,制备了一种新颖、灵敏的DNA电化学传感器。该传感器检测互补的ssDNA的线性范围为6.7×10~(-10)~8.4×10~(-9) mol·L~(-1),检出限是1.40×10~(-10) mol·L~(-1)(S/N=3)。与把核苷酸直接固定在玻碳电极上的DNA电化学传感器相比,该传感器具有更高的灵敏度和更低的检出限。


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