基于电化学交流阻抗技术构建dna生物传感器的研究

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1、基于电化学交流阻抗技术构建DNA生物传感器的研究【摘要】：随着对基因结构与功能研究的不断深入，人类进入基因诊断阶段。因此，对人体、病毒和细菌中特定核酸序列的检测具有重大意义和实用价值，迫切需要一种简便快速、经济实用的微型化基因分析装置。在多种发展中的基因检测分析技术中，基于特异性碱基互补原理构建的DNA生物传感技术，正为许多研究者重视。其中电化学DNA生物传感器技术涉及生物化学、医学、电化学及电子学等学科领域，以DNA杂交反应引起的电化学信号分析特定DNA序列，具有灵敏度高、快速经济的特点；检测装置简单轻巧，易于实现微型

2、化；并且检测过程中不受样品混浊度限制，受到国内外许多学者的重视。电化学交流阻抗技术是一种对电极界面性质变化十分敏感而便捷的检测技术，能够提供有关电极界面电子传递电阻，双电层电容等多种界面参数的大量信息。因此电化学交流阻抗技术已被广泛应用于研究电化学反应过程及电极界面性质变化。用这一技术构建的DNA生物传感器，可检测杂交前后电极界面多种参数的变化值为杂交信号，具有快速灵敏、无需标记等优点，有科学家提出它适合于研究碱基错配对DNA电子传递性质的影响。本篇论文将电化学交流阻抗技术应用于DNA杂交反应检测，构建起简便快速、准确灵

3、敏的电化学DNA杂交传感器，介绍了应用交流阻抗技术直接监测DNA杂交反应的原理和方法，几种杂交信号扩增方法，另外还介绍了碳纳米管修饰电极的几种构建方法在电化学交流阻抗DNA生物传感器中的应用，为电化学DNA杂交传感技术中阻抗检测法提供一些基础性研究工作。此外，我们还研究了基于监测电极自身氧化还原信号的非标记型DNA杂交传感器和一种有效改善碳纳米管性能的修饰方法以及由此构建的基于杂交嵌入剂的电化学DNA杂交传感器。第一章：绪论首先系统介绍了电化学DNA生物传感器技术，包括构建目的，构建原理，构建方法，纳米新材料的使用。接着

4、介绍了DNA生物传感技术中的电化学交流【关键词】：电化学DNA杂交传感器交流阻抗技术非标记型杂交检测电化学聚合碳纳米管【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2006【分类号】：TP212.3【目录】：第一章绪论22-581遗传物质核酸22-241.1引言221.2核酸分子结构22-231.3基因物质的改变与检测23-242电化学DNA生物传感器24-292.1引言24-252.2电化学DNA生物传感器25-292.2.1探针DNA在电极表面的固定25-272.2.2探针DNA与目标DNA的杂交

5、信号27-293新材料在电化学DNA生物传感器中的应用29-333.1金属纳米材料在电化学DNA生物传感器中的应用29-313.1.1金属纳米颗粒修饰电极29-303.1.2金属纳米颗粒杂交指示剂30-313.2碳纳米管在电化学DNA生物传感器中的应用31-333.2.1碳纳米管修饰电极31-323.2.2直立碳纳米管阵列电极32-333.2.3碳纳米管杂交指示剂334基于电化学交流阻抗技术的DNA生物传感器33-374.1电化学交流阻抗谱法33-364.1.1基本原理33-354.1.2实验参数设置354.1.3数据分

6、析35-364.2阻抗技术在DNA生物传感器中的应用36-375本论文的目的和意义37-38表格1我们实验小组构建的电化学DNA生物传感器38-41表格2基于碳纳米管构建的电化学DNA生物传感器41-46参考文献46-58第二章基于电化学交流阻抗技术直接监测DNA杂交反应58-711引言58-592试剂与仪器59-603实验部分60-614结果与讨论61-694.1寡聚脱氧核糖核酸探针修饰电极的性质61-644.2电化学交流阻抗法直接检测DNA杂交反应64-664.3阻抗值测量液的选择66-674.4DNA杂交传感器的灵

7、敏度和选择性67-695结论69参考文献69-71第三章基于CdS量子点标记的电化学交流阻抗DNA杂交传感器71-791引言71-722试剂与仪器72-733实验部分73-744结果与讨论74-774.1金电极表面电子传递电阻的变化过程74-754.2DNA杂交传感器的灵敏度和选择性75-764.3其它实验条件的观察76-775结论77-78参考文献78-79第四章基于硫堇电荷中和作用的电化学交流阻抗DNA杂交传感器79-921引言79-812试剂与仪器81-823实验部分824结果与讨论82-904.1发卡DNA探针修

8、饰电极的性质82-844.2运用硫堇的电荷中和作用扩增杂交信号84-874.3DNA杂交传感器的灵敏度和选择性87-884.4杂交温度的优化88-905结论90参考文献90-92第五章基于M-DNA构建的电化学交流阻抗DNA杂交传感器92-1051引言92-932试剂与仪器93-943实验部分94-954结果与讨论9