寡聚酰胺为探针的电化学DNA生物传感器.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)AprilActaPhys．-Chim．Sin．，2010，26(4)：1119—112311l9【Article]www．whxb．pku．edu．cn寡聚酰胺为探针的电化学DNA生物传感器曹瑞国朱斌刘巍李经建徐东升(北京大学化学与分子工程学院，分子动态与稳态结构国家重点实验室，北京分子科学国家实验室，北京100871)摘要：DNA分子中的碱基对可以长程传递电荷，DNA分子中的碱基7r堆积结构为电荷的长程传递提供了良好的通道．电荷在DNA分子中的传递受碱基序列的影响，利用这种性质可以构建DNA碱基错配检测的电化学传感器．寡聚酰胺能和DNA以小

2、沟绑定方式高亲和力地结合，并且具有序列识别功能，本文以带有硝基官能团的寡聚酰胺分子为电化学探针，设计了电化学DNA生物传感器．结果显示，寡聚酰胺与DNA修饰电极作用后，电化学响应显著增强，并且可以作为检测DNA碱基错配的电化学探针分子．关键词：生物传感器；电化学；寡聚酰胺；DNA；碱基错配中图分类号：0646ElectrochemicalDNABiosensorwithaPolyamideProbeCAORui—GuoZHUBinLIUWeiLIJing—JianXUDong—Sheng(BeijingNationalLaboratoryfo，MolecularSciences,StateK

3、eyLaboratoryforStructuralChemistryofUnstableandSmbleSpecies,CollegeofChemistryandMolecularEngineering，PekingUniversity,Beifing100871，PR．China)Abstract：ThebasepairstackwithinaDNAduplexcantransportchargeoverlongdistances．The7r—stackedbasepairsprovideaneffectivemediumforlongdistancechargetransportinDN

4、Amolecules．TheDNA—mediatedchargetransportisextremelysensitivetotheDNAsequence．ThissensitivitycanbeusedtofabricateelectrochemicalDNAbiosensorsforsinglebasemismatchsensing．PolyamidesareDNArecognitionmoleculeswhichcanbindtotheminorgrooveinDNAtoformaDNA／polyamidecomplexwithhighafinityandspecificity．Pol

5、yamidemoleculeswiththenitrogroupareusedasanelectrochemicallyactiveprobeforDNAbiosensors．Theelectrochemicalpropertiesofthenitro—polyamidewasinvestigatedonaDNAself-assemblyelectrode．Theresultsindicatedthattheelectrochemicalresponsewasenhancedintensitively，andthepolyamideCanbeusedasaprobetodetectasing

6、lebasepairmismatchinDNA．KeyWords：Biosensor；Electrochemistry；Polyamide；DNA；Mismatch自从1953年Watson和Crickt”提出DNA是由使得关于DNA分子的电荷转移研究一直备受化学两条链组成的双螺旋结构以来，科学家就提出疑问，家和生物学家的关注．一方面，科学家要证明DNADNA分子的双螺旋碱基对堆积是否蕴含着新的功分子是否真的象猜测的那样可以转移电荷，另一能特征．Eley和Spiveyt。通过比较DNA分子中的碱方面，电荷在体内和体外是怎样转移的，这种功能在基7r堆积和导电性的一维芳香晶体之间的相似性，体内有

7、没有特殊的信息传递作用．从化学的角度来提出了DNA分子中的碱基堆积可以提供电荷转移看，DNA分子中的电荷转移与DNA自身结构间的的通道．这种猜测使很多科学家感到兴奋和疑惑，也关系是值得研究的一个重要问题．DNA分子中错配Received：December11，2009；Revised：January26，2010；PublishedonWeb：March3，2010．Correspondingauthor．E