三維有序多孔納米TiO2修飾電極用于抗腫瘤藥物與DNA相互作用研究.pdf

1、電化學(xué)傳感器由于其靈敏度高、穩(wěn)定性好、操作簡便、檢測成本低、所需儀器簡單以及易于實(shí)現(xiàn)微型化等優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療保健、環(huán)境監(jiān)測、食品工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。納米材料由于具有良好的負(fù)載能力、生物相容性及電催化性能，將其引入電化學(xué)傳感器中，可以顯著提高生物分子的固定量，增強(qiáng)響應(yīng)信號。本論文構(gòu)建了基于三維有序多孔納米TiO2的修飾電極，并將其應(yīng)用于生物分子與抗腫瘤藥物相互作用的電化學(xué)研究。主要結(jié)果如下:
　　1、三維有序多孔納米TiO2

2、修飾電極用于槲皮素(Qu)與DNA相互作用的研究
　　(1)利用模板法在氧化銦錫(ITO)電極表面制備了三維有序多孔結(jié)構(gòu)的金摻雜納米TiO2薄膜修飾電極(3DOM GTD/ITO)，并在此修飾電極上成功固定小牛胸腺DNA(CT-DNA)，從而構(gòu)建了一種新型的DNA生物傳感器(DNA/3DOMGTD/ITO)。通過透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)對修飾電極的表面形貌進(jìn)行表征;用電化學(xué)阻抗譜(EIS)表征CT-DNA在修飾電極表

3、面的固載;采用循環(huán)伏安法(CV)、微分脈沖伏安法(DPV)等電化學(xué)方法研究了抗腫瘤藥物槲皮素(Qu)在修飾電極上的電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明，Qu在3DOM GTD/ITO修飾電極表面有一對準(zhǔn)可逆的氧化還原峰，其氧化還原反應(yīng)為2電子和2質(zhì)子的轉(zhuǎn)移過程。
　　(2)采用CV及DPV等電化學(xué)實(shí)驗研究Qu與CT-DNA之間的相互作用，結(jié)果表明:Qu與固定在修飾電極上的CT-DNA存在較強(qiáng)的結(jié)合作用，其結(jié)合常數(shù)（K)為3.61×106L/mol

4、。循環(huán)伏安實(shí)驗、紫外-可見吸收光譜、分子熒光光譜、圓二色性光譜均表明Qu與CT-DNA之間的相互作用模式為嵌插作用。Qu與CT-DNA的堿基結(jié)合具有序列選擇性，對Qu與聚(dG-dC)及聚(dA-dT)的結(jié)合常數(shù)進(jìn)行計算，得到結(jié)合常數(shù)比K(dG-dC)/K(dA-dT)=3.5，表明Qu與CT-DNA發(fā)生嵌插作用時更傾向于結(jié)合在GC富集區(qū)域。
　　2、三維有序金摻雜納米TiO2修飾電極用于微量鹽酸平陽霉素(BLMA5)檢測

5、　　5'-SH-(CH2)6-CGCTTTAAAAAAAGCG-(CH2)5-Fc-3'寡核苷酸探針通過Au-S鍵作用，自組裝到3DOM GTD/ITO修飾電極上，從而構(gòu)建一種新型的DNA電化學(xué)傳感器。利用加入Fe(Ⅱ)·BLMA5復(fù)合物前后，電化學(xué)信號與Fe(Ⅱ)·BLMA5濃度的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對血清中微量BLMA5的檢測。實(shí)驗結(jié)果表明:當(dāng)加入Fe(Ⅱ)·BLMA5復(fù)合物時，修飾在電極表面的寡核苷酸探針會經(jīng)歷一個不可逆的鏈斷裂，使得Fc釋

6、放遠(yuǎn)離電極表面，電化學(xué)信號隨之減小。Fe(Ⅱ)· BLMA5的濃度在1×10-10mol/L～1×10-6mol/L的范圍內(nèi)，F(xiàn)c的氧化峰電流與Fe(Ⅱ)·BLMA5濃度的對數(shù)呈良好的線性關(guān)系，檢測限為10-10mol/L(S/N=3)。該修飾電極在優(yōu)化條件下，可以實(shí)現(xiàn)對臨床樣品中微量BLMA5的檢測。
　　3、抗腫瘤藥物鹽酸拓?fù)涮婵?TPT)與DNA結(jié)合模式的研究及含量測定
　　在制備的DNA/3DOM GTD/ITO修飾

7、電極上，利用光譜法及電化學(xué)方法研究了TPT與CT-DNA的相互作用。實(shí)驗結(jié)果表明:兩者結(jié)合模式為溝槽結(jié)合，結(jié)合常數(shù)為K=9.27×103L/mol。同時，兩者之間也存在靜電作用。TPT與CT-DNA的堿基結(jié)合具有序列選擇性，電化學(xué)和圓二色譜研究表明:TPT與CT-DNA發(fā)生溝槽作用時更傾向于結(jié)合在GC富集區(qū)域。TPT在該修飾電極上氧化峰電流與其濃度在2.16×10-6mol/L～1.03×10-4mol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，檢測限