透明导电薄膜载体材料在无标记电化学基因芯片中的应用

背景:发展基于DNA杂交无标记电化学检测技术,是获得高灵敏度、强特异性、高可靠性、微型便携化及成本低廉电化学基因芯片的重要途径之一,而具有优异物理化学特性的新型载体材料对实现生物电信号在芯片系统中的高效稳定传递起着至关重要的影响。目的:对无标记电化学基因芯片用透明导电氧化物薄膜载体材料的研究现状和进展进行了总结。方法:应用计算机检索Elsevier全文数据库、APS全文数据库。资料检索时间为2001/2010。分次输入检索词检索文献,所有检索词为"Electrochemical DNA biochip/biosensor;Label-free electrical detection;Carrier materials;Transparent conductive oxide films"。纳入无标记电化学基因芯片领域中与透明导电氧化物薄膜载体材料等相关的文献。排除相关度不大和重复性文章。结果与结论:透明导电氧化物薄膜经过功能化修饰后可以用作无标记电化学检测技术的电化学基因芯片新型载体材料。与其他类型的薄膜载体材料相比,其具有导电性能优异、化学稳定性高、生物相容性好及制备工艺简单等优点,是电化学基因芯片载体材料的理想选择之一。但是相关研究目前仍处于初级阶段,今后的重点方向是通过深入研究透明导电氧化物薄膜载体材料物化特性对生物电信号检测灵敏度、特异性及可靠性的影响及规律,弄清生物电信号在载体材料中及其与生物分子界面的电子传递机制。

氟掺杂氧化锡薄膜载体材料在不同介质溶液中的电学稳定性

背景:在电化学基因芯片中,氟掺杂氧化锡(FTO)薄膜载体材料的化学修饰、DNA杂交反应等需要在不同的介质溶液中进行,而各种介质溶液腐蚀会对其性能产生较大的影响,甚至出现性能劣化或失效现象。目的:观察氟掺杂氧化锡薄膜载体材料在NaOH、NaCl、Na2SO4介质溶液中的电学稳定性。方法:利用相对电阻变化(ΔR/R)方法观察了氟掺杂氧化锡薄膜在温度分别为25℃和50℃、浓度为1mol/L的NaOH、NaCl、Na2SO4介质溶液中的电学稳定性。结果与结论:在3种介质溶液中,氟掺杂氧化锡薄膜在25℃的NaCl和Na2SO4溶液中ΔR/R值变化极小,而在25℃的NaOH溶液中ΔR/R值变化要远大于前两者;氟掺杂氧化锡薄膜在50℃的NaOH、NaCl、Na2SO43种介质溶液中ΔR/R变化值显示出了相同的变化规律,随着浸泡时间的延长,ΔR/R值发生了明显的迅速增大,薄膜导电性能快速下降;氟掺杂氧化锡薄膜在3种介质溶液中的电学稳定性从好到差依次为:NaCl>Na2SO4>NaOH。

铟锡氧化物薄膜载体材料在不同介质溶液中的电学稳定性

背景:在电化学基因芯片中,对载体材料铟锡氧化物薄膜的化学修饰、DNA杂交反应等需要在不同的介质溶液中进行,而各种介质溶液腐蚀会对其性能产生较大的影响,甚至出现性能劣化或失效现象。目的:观察铟锡氧化物薄膜载体材料在NaOH、NaCl、Na2SO4、H2SO4介质溶液中的电学稳定性。方法:针对用于电化学基因芯片载体材料的铟锡氧化物薄膜,利用相对电阻变化(ΔR/R)方法观察了铟锡氧化物薄膜在温度分别为25℃和50℃、浓度为1mol/L的NaOH、NaCl、Na2SO4、H2SO4介质溶液中的电学稳定性。结果与结论:在4种介质溶液中,铟锡氧化物薄膜ΔR/R值显示出了相同的变化规律。随着浸泡时间的延长,薄膜的ΔR/R值持续增大,导电性能下降;而随着介质溶液温度的升高,薄膜电学稳定性显著下降,出现了薄膜电学性能失效现象;在4种介质溶液中,铟锡氧化物薄膜电学稳定性从好到差依次为:NaOH>Na2SO4>NaCl>H2SO4,出现上述现象的主要原因是薄膜在4种介质溶液中的腐蚀机制不同。