基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器.pdf

《基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第42卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第5期2014年5月ChineseJournalofAnalyticalChemistry666～671DOI：10．3724／SP．J．1096．2014．31025基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器姜利英王芬芬胡杰岳保磊闫艳霞陈青华(郑州轻工业学院电气信息工程学院，郑州450002)摘要为了检测三磷酸腺苷(ATP)的浓度，利用微系统(MEMS)技术小批量加工薄膜金电极，采用自组装法将巯基修饰的三磷酸腺苷适体固定到金电极表面，以三磷酸腺苷适体作为识别元件，构建了一种基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器。依据核酸磷酸骨

2、架荷负电特性静电排斥[Fe(cN)]一所引起的阻抗变化实现对ATP浓度的检测。首先采用电化学阻抗谱法研究了裸金电极及ATP加入前后、6一巯基己醇封闭电极前后以及不同自组装时间(3，8，15，24和30h)条件下，电极在电化学阻抗溶液中阻抗值变化。然后研究了不同浓度ATP适体传感器的电化学阻抗谱以及适体传感器的线性度和重复性。结果表明，在自组装时间为24h，使用6．巯基己醇封闭金电极的条件下，此传感器线性测量范围可达到1—500nmol／L，检出限为1nmol／L，线性相关系数为0．9842。此传感器制作简单，检出限低且重复性好。关键词共面薄膜金电极；适体传感器；电化学阻抗谱；自

3、组装；三磷酸腺苷1引言目前，三磷酸腺苷(Adenosinetriphosphate，ATP)的测定在食品工业，临床诊断等方面起着重要作用。ATP作为生物体化学能的主要载体，对调节细胞代谢和细胞生理活性起着重要作用。另外，ATP也被用来作为细胞活力和细胞损伤的一个指标。因此，检测ATP和监测其在含水介质中的浓度，成为一项至关重要的问题。目前，对ATP的检测方法主要有质谱法j、高效液相色谱方法J、生物发光法l5j、荧光分析法，和电化学生物传感器法_8J。其中基于核酸适体的生物传感器，由于其较高的特异性、灵敏度及操作方便，受到越来越多的关注，具有重要的学术意义和实际应用价值。核酸适体

4、传感器是一类利用核酸适体作为识别元件，以电化学电极、热敏电阻、场效应晶体管、压电石英晶体等作为换能器组成的对目标物具有高度选择性的检测器。目前，基于核酸适体生物传感器检测ATP的方法主要有：利用无标记的DNA适体作为识别元件和溴化乙锭作为信号探针u的方法检测ATP，检出限可达到0．2mmol／L；利用方波伏安信号_】的变化进行检测，所检测的ATP的线性范围为0．01～1．0mmol／L；使用[Ru(NH)，]和[Fe(cN)]，通过加入ATP前后阻抗变化进行检测，其检测范围为0．2nmol／L一1．0I．~molfL。而上述核酸适体电化学传感器中所采用的电极均为传统的三电极系统

5、，包括棒状的工作电极、柱状对电极和玻璃Ag／AgC1(或饱和甘汞)参比电极，此种电极无法做到小批量加工，电极表面处理也比较复杂。本研究采用先进的MEMS技术制备共面薄膜金电极，将传统的分离的三电极系统集成在一个芯片上，利用丝网印刷工艺将Ag／AgC1丝印在参比电极上，此种电极具有结构简单、体积小便携、易于现场检测、批量制备、成本低等特点。利用核酸磷酸骨架荷负电特性静电排斥[Fe(CN)]一所引起的阻抗变化¨实现对ATP的检测¨。2实验部分2．1仪器与试剂CHI660A电化学工作站(美国CHI公司)；电化学测量采用三电极系统；GL-161I型离心机(上海安亭科学仪器厂)；DHG-

6、9030A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)；07HWS-2数显2013-10-27收稿；2014-01—13接受本文系国家自然科学基金(No．61002007)、河南省科技创新人才计划(No．124100510001)资助项目}E-mail：jiangliying@zzuli．edu．cn第5期姜利英等：基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器恒温磁力搅拌器(杭州仪表电机有限公司)；JZCK450—3C磁控溅射设备(沈阳聚智真空设备有限公司)；丝网印刷工艺(易达科技术有限公司)；RolandGX一24刻字机(北京三义文讯科技发展有限公司)；KQ2200E型超声波

7、清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；电子天平(梅特勒．托利多仪器(上海)有限公司)。ATP适体及其互补链由上海生工生物工程股份有限公司合成，其序列为：ATP适体序列：5一ACCT．GGGGGAGTATTGCGGAGGAAGGT一(CH)6-(SH)-3；互补链序歹Ⅱ：5一ACCTYCGTGCGGAATrCTCC-3。6-巯基己醇(6-Mercapto一1hexanol，MCH，98％，成都艾科达化学试剂有限公司)；三磷酸腺苷(ATP，Sigma公司)；乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)，三一(2．