基于導電聚合物及核酸適體的電化學生物傳感器的研究.pdf

1、本論文基于導電聚合物和核酸適體，構建了三種生物傳感器?；谝环N新的導電聚合物，5-羧基吲哚(ICA)，構建了一種免標記DNA電化學傳感器；基于適體的結構從DNA/DNA轉變?yōu)镈NA/目標復合物，提出了兩種高靈敏度檢測小分子(腺苷和凝血酶)的電化學傳感方法。本論文共分為五章： 第一章，介紹了DNA生物傳感器的設計原理、分類，綜述了DNA生物傳感器的研究現(xiàn)狀以及適體傳感器的研究進展，重點介紹了DNA電化學傳感器的研究現(xiàn)狀。

2、第二章，基于一種新的導電聚合物，5-羧基吲哚(ICA)，將其聚合到玻碳電極表面，利用吲哚單體含有的羧基，提出了一種直接檢測DNA雜交的電化學方法。運用循環(huán)伏安法(CV)研究了互補、非互補以及單堿基錯配DNA對信號的影響。結果顯示當與互補靶DNA雜交時循環(huán)伏安峰電流產(chǎn)生一個明顯的降低。以峰電流的變化作為傳感器的響應，發(fā)現(xiàn)靶DNA的濃度在3.34×10-9～1.06×10-8mol·L-1之間與峰電流的變化值成線性關系，檢測限為1.0nmo

3、l·L-1，同時該免標記傳感器具有良好的選擇性。 第三章，基于適體的結構從DNA/DNA轉變?yōu)镈NA/目標復合物，提出了一種檢測小分子腺苷的高靈敏的電化學傳感方法。金電極首先用金納米粒子修飾，巰基修飾的捕獲探針通過金—硫鍵固定到電極表面。接下來，將含有腺苷適體序列的適體DNA，以及連接在金納米粒子上的指示DNA固定在電極表面形成一個“三明治”式的復合結構。在腺苷存在條件下，適體部分結合腺苷，并且彎曲形成一個復合物。于是，金納米粒

4、子連同其上的指示DNA釋放到溶液中導致峰電流降低。以[Ru(NH3)6]3+為信號分子，借助金納米粒子的放大效應，得到檢測腺苷的線性范圍為5.0×10-10～4.0×10-9mol·L-1，檢測限為1.8×10-10 mol·L-1(3σ)。該傳感器表現(xiàn)出極好的選擇性，可以區(qū)分腺苷和其他小分子。 第四章，基于適體結構變化提出了一種同時檢測腺苷和凝血酶分子的電化學傳感器。在作為傳感面的金電極上固定兩種巰基修飾的探針DNA，它們分別

5、與含有腺苷適體和凝血酶適體的Linker DNA的一部分互補。然后探針DNA與各自對應的Linker DNA雜交，該Linker DNA已經(jīng)與金納米粒子表面的報告DNA進行了預雜交。金納米粒子表面固定了兩種不同的DNA，一種與Linker DNA互補，另外一種不互補，只是起到連接不同的金屬硫化物納米粒子的作用。至此，一個檢測腺苷和凝血酶分子的“三明治”式的結構建立起來了。當有腺苷和凝血酶分子存在的時候，適體部分發(fā)生彎曲包裹住各自的目標分

6、子形成復雜結構，同時，連接有金屬硫化物納米粒子的金納米粒子就會從電極表面脫落，進入到溶液中。對溶液中的金屬硫化物納米粒子采用陽極溶出伏安法(ASV)進行測定，腺苷和凝血酶分子的濃度與各自對應的金屬硫化物的溶出信號成正比。經(jīng)過納米粒子．金屬硫化物納米粒子和ASV對金屬離子的富集技術這兩重放大作用，檢測腺苷的線性范圍為2.0×10-11～2.0×10-9mol·L-1，檢測限為6.6×10-12 mol·L-1；檢測凝血酶的線性范圍為2.0