磁性微球固定DNA的电化学生物传感器的研究开题报告

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1、开题报告磁性微球固定DNA的电化学生物传感器的研究一、选题的背景、意义磁性高分子微球(1)作为药物载体，被注射到动物体内，在外加磁场下，通过纳米粒子的导航，移向病变区，这就是磁性纳米粒子在药物中应用的基本原理．用磁性高分子微球作为药物载体可以提高药效，降低药物对正常细胞的伤害，成为磁控导弹，这也是当今的热门课题之一．从生物样品中提取核酸是分子生物学和临床医学等生命科学研究领域中的一项基本技术。核酸提取的传统方法如酚-氯仿抽提法(2)，存在着有机溶剂毒性大、重复性劳动多、难以实现微型化、自动化操作等缺点。而近年来发展起来的以玻璃粉(3)、离子交换树脂(4，5)、硅胶(6)等为吸附材料的

2、核酸固相萃取法，不仅可以避免使用毒性强的有机溶剂，而且能大幅度提高提取效率。基于固相萃取技术的核酸纯化微芯片已经引起了人们的广泛关注H'5J。磁性微粒作为一种新型的核酸固相萃取剂，借助于适当的磁分离装置，可以进一步简化和加速核酸的分离与纯化过程，实现核酸纯化(7,8)处理的微型化、自动化和平行化。随着人类对疾病基因根源不断深入了解,对DNA碱基突变快速、便捷、准确的检测方法的研究正越来越受到人们的重视。现代医学的研究表明：人类的许多遗传疾病均与DNA碱基序列不同程度的变异有关，因此它在基因筛选、遗传疾病的早期诊断和治疗等方面也具有十分重要的意义，特定DNA序列的检测已逐渐成为生命科学

3、的一个重要课题。对DNA常见的分析方法有色谱法、分光光度法、荧光光度法、光散射技术及电化学法等，其中电化学方法是一个重要领域，有关报道较多。DNA的研究通常包括：对生物样品中DNA的含量进行测定，确定DNA结构和碱基对序列，研究环境中污染物质对DNA损伤机理，对PCR产物进行检测，以及研究各种小分子和金属配合物与DNA相互作用等等方面。因此对特定序列DNA的分析以及对DNA链中碱基突变的拎测在基闻筛选、法医学攀定、遗传疾病的早期诊断和治疗、病原基因的测定方面具有十分深远的意义。DNA生物传感器技术作为一种行之有效的方法是一门集多种学科为一体的综合性技术,如:生物、化学、医学、物理、电

4、子技术等。近些年来,各种不同类型的DNA生物传感器也被争相报道。其中DNA电化学生物传感器因其测试方法简单、可靠、检测选择性好、灵敏度高、成本低等显著特点而倍受人们青睐。电化学DNA生物传感器以电信号为检测基础,与DNA生物芯片技术相兼容,使其在未来商业应用上具有深远意义。(9)二、相关研究的最新成果及动态DNA电化学生物传感器的工作原理将ssD—NA作为敏感元件固定在固体电极表面，加入具有电活性的物质作为杂交指示剂，通过检测修饰电极在待测溶液中电化学信号的变化，以确定靶DNA序列；或者将待测基因片段固定在电极表面，然后与溶液中的已标定杂交指示剂的DNA探针进行杂交，来检测待测基因序

5、列．（10）1.检测痕量Hg2+的DNA电化学生物传感器（11）测定痕量汞的方法主要有等离子体电感耦合质谱法(ICP-MS)、阳极溶出伏安法、荧光探针法等.这些方法或者需要昂贵的仪器,较长的分析周期,或者需要复杂的样品预处理步骤.和传统的检测方法相比,基于电极表面分子构象变化的电化学生物传感器具有简单、灵敏、快速、廉价等诸多优点,新型电化学生物传感器的研究也日益受到重视.本文利用自组装方法构建了检测Hg2+的DNA电化学生物传感器,通过电极表面DNA分子和Hg2+作用造成的构象变化,检测溶液中的Hg2+浓度.首先,在金电极表面组装修饰有二茂铁基团的富T序列DNA探针,汞与探针分子的T

6、碱基可形成T鄄Hg2+-T发卡结构,从而使DNA构象发生改变,通过DNA末端二茂铁基团氧化还原电流的变化,实现了对痕量Hg2+的快速检测.2.离子液体与纳米材料协同电催化的新型电化学生物传感器（12）离子液体具有良好的离子导电性、较高的热稳定性和化学稳定性、宽的电位窗口和液态温度范围等特点，已被广泛应用于电化学生物传感器的研究。纳米材料由于其量子尺寸效应和表面效应，可以有效地提高化学或生物传感器的性能。该文主要就近年来基于纳米材料和离子液体复合材料修饰的电化学生物传感器方面进行介绍并对该领域的发展作一展望。离子液体由于其优异的性质在碳纳米管技术中的应用逐渐引起了人们的关注。离子液体作

7、为一种分散剂能够分散碳纳米管且不会发生团聚，因此，其在碳纳米管的共价功能化、非共价功能化及制备聚合物复合材料中都有广泛的应用。经过离子液体修饰的碳纳米管可以提高其稳定性和兼容性，并能提高电化学反应的接触面积，为碳纳米管在传感器中的应用创造了更多的机会。3.基于树状高分子固定DNA的电化学生物传感器（13）电化学氧化法使玻碳电极表面氧化生成羧基，利用偶联活化试剂将1．0G树状高分子(PAMAM)固定在玻碳电极表面，并通过共价结合固定ssDNA。以亚甲基蓝为指