基于交流阻抗技术构建的新型电化学DNA生物传感器的应用研究

【摘要】：随着对基因结构与功能的研究不断深入,特别是人类基因组计划(HGP)的迅速发展,基因诊断已经成为分子生物学和生物医学研究中的重要领域。对人体、病毒和细菌核酸中特定碱基序列的检测在疾病诊断、食品污染、法医鉴定和环境监测等领域都将会发挥越来越重要的作用。如此大规模的基因检测要求建立一种简便、迅速、廉价、微型化的分析装置。许多新的生物技术的开发,为发展高灵敏度、高特异性的基因分析检测方法注入了活力,其中利用DNA分子间的特异性互补配对规律发展起来的各种DNA生物传感技术,引起了国内外生物分析工作者的广泛关注。其中电化学DNA生物传感器正是顺应着简便、迅速、廉价、微型化的需要发展起来的。它具有灵敏度高、轻巧便宜、携带方便、耗能少等优点;能与现代微电子技术联用,易于实现微型化;并且检测不会受到样品混浊度和光路的限制,是一门新兴的,涉及生物化学、电化学、医学及电子学等学科的交叉领域。目前受到了研究者们的广泛关注,已成为当今生物学、医学领域的前沿性课题。 交流阻抗技术能够提供有关电极界面性质的大量信息,包括电阻传递电阻,双电层电容等,是高效便捷的研究电极过程的有利工具,已被广泛地应用于研究修饰电极界面性质的各个领域。用这一技术构建的电化学DNA生物传感器,可检测杂交前后电极界面多种电化学性质的变化,具有灵敏、迅速、无需标记物和指示剂等优点。有人甚至认为交流阻抗技术比其他任何技术都更适于用来评价错配碱基对DNA电子和电子传递性质的影响。 本论文将核酸杂交技术和电化学交流阻抗技术有机地结合起来,研制具有高灵敏度高选择性的新型交流阻抗DNA电化学生物传感器,成功地应用于对特