基于纳米界面调控的电化学dna传感器

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1、Ｉ良：〇＆中＃１３巧８学校代码：１０２７０分类号；学号２２００止兽啼絶乂多硕±学位论文基于纳米界面调控的电化学ＤＮＡ传感器Ｖ？学院：生命与环境科学学院专业：物珪化学研究方问：电化学ＤＮＡ巧感器研究生姓名：王乐乐指导教师：寅能勤教授完成日期：２０１６．３．２８论文独创性声明本论文是我个人在导巧指导下进斤的巧巧工作及取得的研究成果。谁文中除由Ｌ构己经发表或撰写过的研究了特别加臥标注和致谢的地方外，不包含其他人或成架。其他同志对本研巧的启发和所做的贡献均己化论文中破了明确的产明并表示了谢意。

2、曰期：作者签名；王麻库、／？论文使用授权声明’：学校有权本人完全了解上海师跑大学有关保留、使巧学位论文的规定即学校可Ｗ公布论文的全部或部；保留送交论文的复巧件，允许论文被查阅和惜阅？１、缩印或其它手段保存论文保密的论文在解密后遇守此分内容，可；＾采用影印规定。抑么知：作者签名导帅盛名：期；、；王承！ＪElectrochemicalDNABiosensorsBasedonNano-interfacecontrolAThesisSubmittedtotheGraduatedCollegefortheDegreeofMasterofScience

3、LeleWangDirectedbyProf.NengqinJiaChemistryDepartmentCollegeofLifeandEnvironmentScienceShanghaiNormalUniversityApril,2016上海师范大学硕士学位论文摘要摘要电化学DNA传感器是一类特殊的生物传感器，由于电化学检测方法本身所具有的灵敏、快速、低成本、低能耗等特点，电化学DNA传感器成为一个非常活跃的研究领域并在近几年中得到了快速发展。然而，开发高灵敏度和高特异性的电化学DNA传感器仍然需要面临很多的挑战，比如在电极与溶液的界面上，传质速率的减小和拥挤效应的增

4、加，使得DNA的识别与杂交受到很大影响。纳米技术和纳米材料的出现，为电化学DNA传感领域中出现的各种难题提供了全新的解决方案。我们可以通过纳米技术制备纳米结构的电极，或者将纳米材料修饰到电极表面，甚至是设计纳米结构的DNA探针，来提高纳米传感界面上的水溶性、化学稳定性和生物相容性。本论文主要利用金纳米针尖电极和DNA四面体纳米结构构建多元、协同的纳米传感界面，并通过调控纳米界面来实现靶标分子的高特异性捕获与识别，主要内容如下：1.通过电化学刻蚀金丝和在其表面包封电泳漆，制备锥形的金纳米针尖电极。然后在金纳米针尖电极表面固定巯基单链DNA探针，结合电催化体系3+3-Ru(

5、NH3)6/Fe(CN)6，用于无标记检测目标miRNA-141。由于纳米针尖电极的表面是曲面，降低了DNA分子之间的空间位阻，有利于负载更多数量的DNA分子。3+3-此外，电催化体系Ru(NH3)6/Fe(CN)6的催化效率高度依赖电极表面的DNA分子密度，密度越大，电催化的效率越大，密度越小，电催化的效率越小。因此，结合纳米针尖电极和电催化体系可以有效地放大电化学的信号，提高电化学传感器的灵敏度。2.在金电极表面组装塔尖DNA四面体端粒引物，用来检测癌细胞中的端粒酶活性。通常情况下，在液相中的端粒酶延伸反应容易发生，而固液界面上的端粒酶延伸反应相对较难。通过实验我们

6、发现组装了塔尖DNA四面体引物的金电极表面有利于端粒酶延伸端粒引物。该方法对端粒酶活性的检测十分灵敏，检测限低于10个Hela细胞。3.实验利用DNA四面体纳米结构的探针构建了一个基于夹心法策略的电化学DNA传感器，并将该传感器用于检测一段250bp的来自大肠杆菌基因组DNA的片段。大肠杆菌基因组DNA经过不对称PCR扩增后，产生单链的DNA，利于电化学检测，还能大大提高电化学检测的灵敏度。此外，DNA四面体探针被用于实验，它可以有效地调控电极表面的探针密度，降低电极表面的空间位阻，利于DNA四面体探针与目标DNA分子之间的杂交反应。更重要的是，DNA四面体具有抵抗蛋白

7、非特异性吸附的能力，这可以确保在复杂的实际样品检测中能够具有高I摘要上海师范大学硕士学位论文度的选择性。关键词：纳米针尖电极；DNA四面体；纳米界面；电化学DNA传感器IIShanghaiNormalUniversityMasterofPhilosophyAbstractAbstractTheelectrochemicalDNAbiosensorisaspecialkindofbiosensors.Becauseelectrochemicaldetectorsareinexpensive,portableandpower-saving,e