新型碳材料在dna生物传感器中应用

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1、摘要石墨烯是一种碳原子以SP混成轨域呈蜂窝状晶格排列成的单层二维平面结构，具有极大的比表面积和优秀的电学、热学、力学等特性。氧化石墨烯是由石墨氧化制备的，含有大量的含氧基团，具有很好的亲水性。氧化石墨烯和石墨烯复合材料在很多领域都具有重要的潜在应用价值，特别是在生物医学方面。电化学DNA传感器是利用DNA分子间的特异性互补配对规律发展起来的-I"1涉及生物化学、电化学、医学及电子学等领域的交叉学科，它提供了一种全新的基因检测技术，具有简单、可靠、价廉、灵敏和选择性好等优点。将氧化石墨烯和石墨烯复合材料应用在电化学DNA传感器中，在疾病基因诊断、药物筛选等

2、方面具有广阔的应用前景。本论文利用共价键和自组装法，分别将固定在金电极表面上的氧化石墨烯和石墨烯／金纳米粒子复合材料与末端修饰的DNA结合，将DNA探针固定在金电极表面，结合亚甲基蓝杂交指示剂构成电化学DNA传感器。在DNA探针的固定过程中，分别探讨了氧化石墨烯和石墨烯／金纳米粒子复合材料固定时间。利用制成的电化学DNA传感器对溶液中标准浓度的互补DNA进行定性和定量检测。在对标准互补DNA溶液的杂交检测过程中，探讨了亚甲基蓝杂交指示剂的最佳浓度、富集时间及最低检测限。结果表明：在氧化石墨烯构建的电化学DNA传感器中，亚甲基蓝杂交指示剂的最佳吸附时间为1

3、0mln，最佳浓度为5×lff5mol／L，检测限为4．02x10～mol／L；在石墨烯／金纳米粒子复合材料构建的电化学DNA传感器中，亚甲基蓝杂交指示剂的最佳吸附时间为10min，最佳浓度为5×10一mol／L，检测限为5．85xl0‘10mol／L。关键词：电化学DNA传感器；石墨烯：氧化石墨烯；金纳米粒子；DNA杂交AbstractGraphene，anovelkindoftwo-dimensionalatomicallythickcrystalwithcarbonatomsarrangedinahoneycomblattice，hasattrac

4、tedgreatinterestbecauseoftheuniqueelectronic，thermalandmechanicalpropertiesarisingfromitsstrictly2Dstructure．Grapheneoxide(GO)issynthesizedbyoxidizinggraphiteandlotsofoxygen—containinggroupsprocessedinthecarbonlayers，makesGOstronglypolarity,hydrophilicactivityaswell嬲certainofchem

5、icalactivity．GOandgraphenecompositeshaveimportantpotentialvalueinmanyfields，especiallyinbiologicalmedicine．TheelectrochemicalDNAsensorwhichisinvolvedbiochemistry,electrochemistry,electronics，medicalandinterdisciplinaryfieldsisavariousDNAbio-sensingtechnologydevelopedbyusingofDNAm

6、oleculesofspecificpairingrules，andprovidesanewgenetictestingtechnology,withsimple，reliable，cheap，goodsensitivityandselectivity．GOandgraphenecompositeswhichareappliedtoelectrochemicalDNAsensorswillhavebroadapplicationprospectsingeneticdiseasediagnosisanddrug．Inthisthesis，covalentb

7、ondandself-assemblymethodrespectivelywasusedtocombinedGOorgraphene-goldnanoparticlescompositeswhichfixedonthegoldelectrodesurfacewiththemodifiedDNA．DNAprobewasthenimmobilizedontotheelectrodewhenmethyleneblue(MB)wasashybridizationindicator．TheelectrochemicalDNAsensorswereusedforqu

8、alitativeandquantitativedetectionofcompl