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基于固体电极修饰的DNA电化学生物传感器研究

谭倩倩  
【摘要】: 本论文分三部分,第一部分合成了一种电活性配合物,并且用此配合物作为指示剂发展了一种新型的电化学DNA传感器;第二部分和第三部分发展了两种无指示剂的DNA传感器。 1、合成了硝酸二水·双N-(2-吡啶甲基)苯甲酰胺合镉(II)(简称为[CdL_2]~(2+))配合物,通过X-单晶衍射法表征了配合物的结构,用电化学和荧光的方法研究了此配合物与dsDNA的相互作用机理。结果表明[CdL_2]~(2+)在玻碳电极上有很好的电化学活性并且与dsDNA发生了嵌插结合作用。在0.2 mol L~(-1) NaAc-HAc (pH 7.02)介质中,[CdL_2]~(2+)与dsDNA形成的复合物的结合比为2-1,结合常数为25.56 L1/2mol-1/2。以[CdL_2]~(2+)为指示剂制备了一种检测乙肝病毒(HBV)的新型的电化学传感器。将21个碱基序列的HBV单链寡核苷酸(HBV-ssDNA)通过共价键合作用固定到玻碳电极上,与其互补序列单链DNA进行杂交,杂交信号通过微分脉冲的方法(DPV)进行表征。此DNA传感器对目标HBV-ssDNA的检测范围为1.01×10~(-8) ~1.62×10~(-6) mol·L~(-1),相关系数为0.9962,检测限为7.19×10~(-9) mol·L~(-1)(3σ, n = 11)。 2、制备了一种新型的用2-巯基苯并噻唑(MBT)自组装金电极检测目标ssDNA的电化学生物传感器。因为MBT可以嵌插入dsDNA的双螺旋之中,所以可以用Au-MBT选择性的区分ssDNA和dsDNA,通过扫描电镜和循环伏安的方法预先表征了Au-MBT的组装情况。在过量的探针ssDNA和适量的目标ssDNA的杂交溶液中,以组装电极为工作电极通过DPV表征了DNA的杂交情况。发现目标ssDNA的浓度与还原峰电流有一定的线性关系。此传感器对目标ssDNA的检测范围为1.59×10~(-8) ~2.4×10~(-6) mol·L~(-1),检测限为2.38×10~(-9) mol·L~(-1) (3σ, n = 11)。Au-MBT电极具有良好的重现性和再生性,在10次检测/再生的循环过程中,峰电流信号没有明显的变化。此种传感器制备方便,价格低廉,在连续和定量检测实际的生物样品中目标ssDNA方面具有很大的发展潜力。 3、制备了一种用2-巯基苯并咪唑(MBI)自组装金电极检测目标ssDNA的电化学生物传感器。与第二部分不同的是,利用Au-MBI检测时,首先用固定了探针ssDNA的玻碳电极将目标ssDNA从样品中分离出来,然后将目标ssDNA转移到新的溶液中再用组装电极检测杂交情况,此传感器对目标ssDNA的检测范围为1.32×10~(-8) ~1.59×10~(-6) mol·L~(-1),检测限为4.58×10~(-9) mol·L~(-1)。


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