超支化合物修饰的DNA电化学生物传感器的应用文献综述

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1、文献综述超支化合物修饰的DNA电化学生物传感器的应用前言：脱氧核糖核酸(DNA)是遗传信息的载体,具有存储和传递信息的功能,因此核酸的分析在生物化学和生物分子学研究中具有极其重要的意义。目前有关与DNA作用的小分子主要集中于金属配合物、抗癌药物、生物染料等。小分子与DNA发生作用后会不同程度地导致DNA结构和功能的变化,开展这方面的研究对于获知碱基顺序、寻找理想的DNA杂交指示剂、药物的体外筛选、基因药物的设计等方面均有着重要的意义。DNA电化学生物传感器是将近年来发展起来的一种生物传感器，它利用DNA杂交的特异性，即双链DNA相互杂交原理，而使溶液中的单链DNA

2、与固化在电极表面的DNA配对，再用电活性物嵌入DNA双链中，从而检测其电化学信号。制成的特定序列的DNA电化学生物传感器，具有灵敏度高等优点，在生命科学领域中具有重要的作用。本次论文的目标是用自行合成超支化合物，利用超支化合物中的大量活性基团接枝活性染料，使嵌入DNA的指示剂有更多的电活性基团暴露在外面，在溶液中的电信号会大幅度增强，从而实现超灵敏的电化学检测目的。探讨反应条件，并研究影响测定的干扰因素，建立一种测定特定序列DNA的新方法。1．DNA电化学生物传感器在测定中的应用许世超[1]等构建了一个以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂的电化学DNA传感体系：通过自组

3、装的方式将巯基改性的单链DNA5’端(HS—ssDNA)连接到金电极表面形成Au—ssDNA，当检测体系中加入和Au—ssDNA互补的目标单链DNA(CSSDNA)时，会形成一个双链DNA系统(Au—dsDNA)，加入MB并通过循环伏安法检测了杂交过程中的信号变化，验证了Au—ssDNA及Au．dsDNA的形成。在4.0×10-6～1.0×10-5moL/L内，检测灵敏度随MB浓度的增加而升高，当浓度达到2.0×10-5mol/L时接近最大值。示差脉冲伏安法检测结果表明，该检测体系对目标DNA的选择性识别能力高，可区分具有单碱基错配的目标DNA序列。检测体系对目标

4、DNA的检测灵敏度随着目标DNA浓度的增加而增加，在5.0×10-10～1.8×10-9moL/L内呈线性关系，计算所得对目标DNA的检测限为5.0×10-10moL/L。使用寿命检测表明，经过5次变性/杂交循环后，检测信号降低并接近于检测限。赵钧[4]采用电聚合法制备分子印迹膜，利用分子印迹膜的识别功能，分别制备了两种电化学传感器。(1)采用电聚合法在金电极上制各了邻氨基酚异丙隆分子印迹膜，并对该印迹膜的性能、分子印迹效应和印迹膜对结构相似物的选择性响应等进行了研究。利用铁氰化钾作为印迹电极和底液间的探针，建立了一种用于检测异丙隆的方法，并对农田水样中异丙隆的含

5、量进行了测试。异丙隆浓度在1.0x10-7～4.0x10-4mol／L范围内与铁氰化钾还原电流减少量呈线性关系，检出限为2.95x10-8mol／L。对农田水样的测定中，回收率99.0-102.0％。(2)以多巴胺(DA)为模板分子，采用在金电极上电聚合邻氨基酚法制备了多巴胺分子印迹膜传感器。该传感器的线性范围为2×10-8～0．25x10-6，检出限为1．98x10-9mol／L。对血清中多巴胺进行测定，得到令人满意的结果。该传感器制作简单、价格低廉、易于更新、灵敏度高，可在高浓度抗坏血酸(AA)存在下测定DA(DA与AA摩尔比为1/1000)。二、制作全-6-

6、巯基化-β-CD修饰电极，利用主客体识别效应，电化学法检测DNA。(1)研制了per-6-thio-β-CD修饰金电极，根据其与探针分子、以及DNA与探针分子间形成包合物的竞争反应，用于检测DNA。采用多种方法验证了该电极对目标DNA的主客体识别，并进行了再生性研究。结果表明，采用罗丹明B(RhB)作为探针分子，DNA的检测线性范围是为50-600μg／mL，检出限为8.9μg／mL；采用亚甲基蓝(MB)作为探针分子，DNA的检测线性范围是为50-600μg／mL，检出限为11．35μg／mL。(2)将per-6-thio-β-CD自组装在金电极表面后，用戊二醛将

7、RhB链接到per-6-thio-β-CD上，制成了新型修饰电极(per-6-thio-β-CD-RhB)。用电化学方法研究了per-6-thio-β-CD-RhB与DNA的相互作佣，．并用于直接测定溶液中的DNA。结果表明，DNA在0.2～0.8mg／mL范围内具有良好的线性关系，检出下限为0.0215mg／mL。李金花[3]等研究了DNA夹心杂交和直接杂交体系，将功能化纳米金引入到标记有生物素的杂交双链上，制成具有电化学活性和纳米金放大作用的DNA电化学传感器，采用循环伏安法测试/在夹心杂交体系中，靶点DNA浓度与阳极峰电流关系曲线的相对标准偏差为3.0%~1

8、3.0%，