新型核酸電化學(xué)傳感器的構(gòu)建與應(yīng)用研究.pdf

1、采用分子膜層層組裝的原理，選用親合素作為：DNA固定的第一層介質(zhì)膜，第二層核酸膜通過層層靜電吸附的方法固定到氧化銦錫（ITO）電極表面，制備出核酸傳感器界面。選擇DNA嵌入劑──二聯(lián)吡啶二吡啶并［3，2-a；2’，3’-c］吩嗪釕（Ru（bpy）2dppz<'2+>，以下簡稱Ru-dppz）作為電化學(xué)指示劑，與核酸膜結(jié)合后，在草酸／草酸鈉緩沖液中進(jìn)行電化學(xué)檢測，建立了一種新型的核酸電化學(xué)傳感器。主要研究內(nèi)容如下： 1．分別采用石

2、英晶體微天平（QCM）和電化學(xué)方法對(duì)核酸的固定進(jìn)行了驗(yàn)證和定量表征，計(jì)算出雙鏈DNA、單鏈DNA、聚鳥嘌呤核苷酸（Poly-G）和聚胞嘧啶核苷酸（Poly-C）在電極表面的固定量均為3.2 ng/mm<'2>。經(jīng)氧化苯乙烯損傷后的DNA的固定量略有增加，為4.2ng/mm<’2>。 2．由于電子給予體草酸鈉能不斷地還原Ru（bpy）2dppz<'3+>而使電流信號(hào)得到催化放大，同時(shí)草酸鈉在ITO電極上的背景電流很低，使得信噪比得

3、到顯著提高。通過將比較，經(jīng)草酸鈉放大之后的電流信號(hào)提高了120倍，信噪比提高了14倍。結(jié)合QCM分析，可得到該傳感器對(duì)雙鏈DNA的檢測限為160 pg/mm<'2>（吸附濃度為20 ng/mL）。雙鏈DNA膜所對(duì)應(yīng)的催化電流信號(hào)明顯高于單鏈DNA和Poly-C，表明該傳感器對(duì)雙鏈DNA具有較好的選擇性。 3．使用該核酸傳感器的膜層伏安法考察了Ru-dppz與雙鏈DNA的結(jié)合模式。在Ru-dppz的吸附濃度較低時(shí)，可以觀察到一個(gè)電

4、位隨著吸附濃度的增加而從1.25V遷移到1.1V氧化峰（峰Ⅰ）；在吸附濃度較高時(shí)，在1.25 V處出現(xiàn)了一個(gè)不受吸附濃度變化的影響的氧化峰（峰Ⅱ）。分別采用Poly-G和Poly-C以及Os（bpy）2dppz（2+）進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明峰Ⅰ向陰極移動(dòng)是由于雙鏈DNA中鳥嘌呤堿基對(duì)Ru-dppz的催化氧化。本研究提出Ru-dppz與雙鏈DNA的“雙位點(diǎn)”結(jié)合模式：位點(diǎn)一能氧化鳥嘌呤堿基，形成峰I；位點(diǎn)二不能氧化，形成峰II。采用Mg

5、（'2+）進(jìn)行置換實(shí)驗(yàn)，證明了位點(diǎn)二為靜電吸附位點(diǎn)。嵌入作用能使Ru-dppz分子與DNA內(nèi)部的堿基充分接觸，因此位點(diǎn)一為嵌入位點(diǎn)。 4．使用該新型核酸電化學(xué)傳感器對(duì)核酸損傷進(jìn)行了檢測。損傷DNA的催化電流信號(hào)顯著高于未損傷DNA，前者是后者的2.2倍。通過熒光分析，首次得到Ru（bpy）<,2>dppz（'2+）與損傷DNA的結(jié)合常數(shù)（K=1.07×10<'7>M<'-1>）和結(jié)合比（0.68）。嵌入劑與損傷DNA結(jié)合物的熒光