基于β-环糊精主客体识别作用的均相DNA杂交电化学生物分子识别研究.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)特约来稿第7期2013年7月ChineseJournalofAnalyticalChemistry973—978DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．21045基于-环糊精主客体识别作用的均相DNA杂交电化学生物分子识别研究陈琛常竹杨丽珠张帆何品刚方禹之(华东师范大学化学系，上海200241)(商丘师范学院化学化工学院，商丘476000)(温州医学院药学院，温州325027)摘要基于卢一环糊精(卢一CD)和间甲基苯甲酸(mTA)的主客体识别，建立了均相DNA杂交电化学生物传感技术。将主体分子一CD通过电化学聚合的方法固定在氮乙酰基苯胺

2、修饰的玻碳电极表面，同时将mTA通过酸胺缩合反应标记在探针DNA序列上，与目标DNA在溶液均相中杂交之后，用修饰好的电极对探针DNA上的mTA进行主客体识别。以两种嵌入剂作为电化学指示剂——亚甲基蓝(MB)和道诺霉素(DNM)，证实了方法的可行性。MB的电化学信号与完全互补DNA浓度在2．0×10‘。～2．0x10。mol／L之间呈良好线性关系，检出限为7．6×10mol／L；DNM的电化学响应与完全互补DNA浓度在1．0x10一1．0x10mol／L之间呈良好线性关系，检出限可达6．0x10mo]／L，并表现出良好的重现性和稳定性。关键词一环糊精；主客体识别；DNA均相杂交；电化学检测1引

3、言在众多的DNA杂交生物分子识别技术中，DNA杂交电化学生物分子识别技术，由于其具有灵敏度高、选择性好、简单快速、对样品无浊度要求和易与微纳米技术结合等特点，而得到迅速发展_l卫]。但是传统的DNA电化学生物传感器通常需预先将探针DNA固定在电极表面，这个过程不仅耗时，而且使得DNA杂交反应发生在固一液两相的非均相体系，因此DNA在电极表面的空间位阻效应降低了杂交效率以及由于DNA在电极表面固定效率的不确定性，也会影响检测的重复性和可靠性。环糊精(卢-CD)具有“内疏水，外亲水”的特殊分子结构，与众多分子都具有强烈的包络作用。一CD对不同分子的识别作用在多个领域得到应用，如传感器的研制和电子

4、传递与表面电化学的研究等。Liu等将带巯基的卢一CD修饰到金纳米颗粒的表面，采用二茂铁衍生物作为客体分子，利用环糊精与客体的识别作用控制金纳米颗粒的性质。Tu等报道了通过一CD对二茂铁和四甲基对二氨基苯胺的双媒介体识别，实现了多巴胺的超灵敏检测。王南平等利用．CD修饰金电极对神经递质进行了电化学检测。本研究将—CD通过电化学聚合固定在玻碳电极表面，同时将客体分子间甲基苯甲酸标记在探针DNA序列上，与目标DNA在溶液中杂交之后，利用主客体识别作用，将杂交好的DNA直接捕获到电极表面，以亚甲基蓝(MB)或道诺霉素(DNM)二种嵌入剂作为电化学指示剂，实现电化学信号的检测。这种基于-CD主客体识别

5、作用的均相DNA杂交电化学生物分子识别技术与传统的DNA电化学生物传感技术相比，因为不需要预先将探针DNA固定在电极表面，避免固定过程的繁琐操作和对生物分子活性产生的不利影响，因此具有操作简便、DNA杂交效率高、检测的重现性好和可靠性高等优点。2实验部分2．1仪器与试剂CHI630电化学工作站(美国CHI公司)，VarianCary50紫外可见分光光度计(美国Varian公司)；CQS0型超声波清洗皿(上海必能信超声有限公司)，TDL一16B型离心机(上海安亭科学仪器厂)；85—1A2012一l0—19收稿；2013-01-25接受本文系国家自然科学基金项目(No．21275054)资助E·

6、mail：pghe@chem．eenu．edu．en974分析化学第41卷型搅拌器(巩义市予华仪器公司)；三电极系统(上海辰华仪器有限公司)：工作电极：直径为2mm的玻碳电极；参比电极：AAgC1(3．0mol／LKc1)；对电极：铂丝。一环糊精(一CD，Sigma公司)，乙基．(3一二甲基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDAC，Sigma公司)，二甲亚砜(DMSO，Aldrich公司)，道诺霉素(DNM，上海化学试剂有限公司)；亚甲基蓝(MB)、氮乙酰苯胺、间甲基苯甲酸(raTA)、乙醇、HCIO，LiC]O、二茂铁(Fc)、KFe(CN)及KFe(CN)6均为国产分析纯试剂。0．O1mol／LP

7、BS缓冲溶液(pH7．4)，Tris．HC1缓冲溶液(pH8．0)，TE缓冲溶液(pH7．4，含0．O1mol／LTris—ttC1，0．04mol／LNaC1和0．1mmol／LEDTA)，眯唑溶液(PBS，pH6．8)，0．2mol／L乙酸缓冲溶液(pH5．0，含0．0592mol／L乙酸和0．14mol／L乙酸钠)，所有溶液均用二次蒸馏水配制。所用寡聚DNA均由上海生工生物工程公司合成：探针序列：5NH