基于樹枝狀聚合物和納米金的DNA電化學(xué)生物傳感器的研究.pdf

1、隨著人類對(duì)基因診斷了解的不斷深入，對(duì)DNA序列進(jìn)行快速、便捷、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法的研究越來(lái)越受到人們的重視。其中DNA電化學(xué)生物傳感器因其方法簡(jiǎn)單，可靠，選擇性好，靈敏度高等顯著特點(diǎn)而備受人們關(guān)注。
　　 樹枝狀聚合物因其分子結(jié)構(gòu)的高度對(duì)稱，可認(rèn)為的設(shè)計(jì)分子大小、形狀、結(jié)構(gòu)以及官能基團(tuán)，并在分子水平上進(jìn)行控制，高度化的對(duì)稱結(jié)構(gòu)以及三維納米尺寸使這類化合物具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，在超分子化學(xué)，光化學(xué)與電化學(xué)，催化劑，生物醫(yī)學(xué)，納米材料

2、等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在如今的研究中，作為DNA載體的PAMAM（聚酰胺胺）是被研究最多的樹枝狀大分子之一。將樹枝狀聚合與用于DNA生物傳感器的應(yīng)用可以增加傳感器的穩(wěn)定性以及靈敏度。
　　 本論文利用一種樹枝狀聚合物--PAMAM，通過(guò)自組裝、化學(xué)鍵合等方法，對(duì)電極表面進(jìn)行修飾，制備成DNA探針，運(yùn)用核酸雜交技術(shù)，制備了DNA電化學(xué)傳感器。本文著重進(jìn)行了三種類型的DNA電化學(xué)生物傳感器的研制和性質(zhì)研究：
　　 1.研制了

3、一種新型的基于樹枝狀聚合物聚酰胺胺的DNA生物傳感器，利用樹枝狀聚合物的三維立體結(jié)構(gòu)，以及納米金的球狀結(jié)構(gòu)，增大了電極的比表面積，極大地增加了DNA探針的固載量，制成ssDNA/AuNPs/PAMAM/巰基丙酸/金電極，用循環(huán)伏安法和微分脈沖伏安法對(duì)電極進(jìn)行了表征，用K3Fe（CN）6考察了電極制備的最佳條件，此DNA傳感器具有較高的靈敏度，對(duì)單雙鏈DNA區(qū)別明顯，可有效地識(shí)別但堿基錯(cuò)配的互補(bǔ)DNA鏈。對(duì)目標(biāo)DNA的線性監(jiān)測(cè)范圍為1.3

4、×10-9mol·L到6.5×10-11mol·L-1之間，檢測(cè)限為4.1×10-11mol·L-1。
　　 2.研制了一種新穎的，高靈敏的基于樹枝狀分子和納米金放大技術(shù)的DNA生物傳感器。在金電極上實(shí)現(xiàn)了PAMAM G4的共價(jià)自組裝，形成了三維穩(wěn)定膜，再利用親和素-生物素共價(jià)連接探針DNA，制成探針DNA修飾電極ssDNA-Biotin-Avidin/PAMAM/AuPAMAM G4的球形納米結(jié)構(gòu)和表面具有的大量-NH2功能團(tuán)

5、在固載探針DNA的數(shù)量和穩(wěn)定性方面比烷烴鏈形成的自組裝膜具有明顯的優(yōu)勢(shì)，用循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗法對(duì)修飾電極進(jìn)行了表征，用K3Fe（CN）6考察了ssDNA固定的最佳條件；用納米金識(shí)別單鏈DNA和六氨基釘組成了靈敏的電化學(xué)信號(hào)放大體系。因?yàn)樵谔结楧NA固定和雜交信號(hào)表達(dá)步驟中均采用了放大技術(shù)，制備的電化學(xué)DNA傳感器具有較高的靈敏度，對(duì)單雙鏈DNA區(qū)別明顯，并可識(shí)別單堿基錯(cuò)配互補(bǔ)鏈DNA。對(duì)目標(biāo)DNA的線性檢測(cè)范圍為：2.7×10-11

6、至2.7×10-14mol·L-1，檢測(cè)限為1.4×10-14 mol L-1。該生物傳感器具有較高的靈敏度和良好的選擇性，由于構(gòu)建傳感器的過(guò)程中所用試劑與生物大分子具有良好的生物相容性，因此該傳感器具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
　　 3.研制了一種新穎的，高靈敏的基于自組裝技術(shù)和納米會(huì)放大技術(shù)的DNA生物傳感器。在金電極上電鍍一層納米金，實(shí)現(xiàn)了對(duì)巰基苯胺（4-ATP）的自組裝，形成一層有序的單分子膜，然后再利用親和素-生物素共價(jià)連接探

7、針DNA，制成了探針DNA修飾電極ssDNA-Biotin-Avidin/4-ATP/Au/Au，納米金的球形結(jié)構(gòu)能夠增加固載探針DNA的數(shù)量和電極的穩(wěn)定性。應(yīng)用循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗法對(duì)修飾電極進(jìn)行了表征，用K3Fe（CN）6考察了ssDNA固定的最佳條件；用納米金識(shí)別單鏈DNA和六氨基釘組成了靈敏的電化學(xué)信號(hào)放大體系。因?yàn)樵谔结楧NA固定和雜交信號(hào)表達(dá)步驟均采用了放大技術(shù)，制備的電化學(xué)DNA傳感器具有較高的靈敏度，對(duì)單雙鏈DNA具有