脱氧核糖核酸(DNA)生物传感器的研究现状(Ⅱ)——电化学DNA生物传感器

对电化学DNA生物传感器的基本原理、种类、在基因和药物分析中的应用作了详细的介绍 ,对近期有关这方面的文献加以分类和评述 。

特定序列脱氧核糖核酸电化学生物传感器进展

对当今电分析化学中的研究热点之一———脱氧核糖核酸 (DNA)的电化学生物传感技术的最新进展进行了综述 ,评述了其发展前景。

铂电极表面生物素-亲和素固载单链脱氧核糖核酸的电化学传感器

通过直接吸附将亲和素固定在Pt电极表面,联于生物素标记的脱氧核糖核酸(DNA)探针,制备了电化学基因传感器,建立了Pt电极表面修饰单链脱氧核糖核酸(ssDNA)的方法。修饰电极与待测溶液中人工合成的转基因食品中常有的花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)或根癌农杆菌终止子(NOS)DNA片段进行杂交,以邻菲罗林钴络合物[Co(phen)3+3]为杂交指示剂,循环伏安法测量,通过杂交前后指示剂峰电流的变化检测DNA杂交的量。研究了电极修饰、杂交反应及测量的适宜条件,在优化实验条件下,峰电流的差值与DNA杂交量之间有良好的线性关系,相关系数r=0.9996。杂交后的电极经热变性再生,可重复使用多次。

脱氧核糖核酸电化学传感器的原理及其应用

对电化学DNA传感器的组成及其在DNA损伤研究、环境污染监控、病原基因检测、基因疾病诊断和药物机理分析等方面的应用进行了总结 ,并对其发展趋势进行了评述。

脱氧核糖核酸(DNA)生物传感器的研究现状(Ⅰ)

简要阐述了核酸杂交分析的传统方法和原理，由此对近年来发展起来的ＤＮＡ压电生物传感器、光学生物传感器和光导纤维生物传感器的原理和应用研究作了详细介绍。

黄连素标记的脱氧核糖核酸荧光毛细生物传感器的研制及应用

以黄连素作为荧光标记物，对脱氧核糖核酸荧光毛细生物传感器进行了研究。基于荧光毛细分析法，以毛细管作为脱氧核糖核酸探针的固定载体，制成脱氧核糖核酸荧光毛细生物传感器，荧光毛细生物传感器吸入互补靶脱氧核糖核酸并进行杂交，通过黄连素染色后，检测杂交产物的荧光强度，实现对靶脱氧核糖核酸的定性和定量分析。研究结果为样品用量12μL，靶脱氧核糖核酸浓度在2～10μmool·L^-1范围内与荧光强度呈线性关系，线性回归方程为y=9．52x＋9.22，相关系数为0．9912，检出限为1．16μmol·L^-1。用荧光毛细生物传感器测定靶脱氧核糖核酸操作简便，试样、试剂用量少；测定成本极低，能大大减少环境污染。

基于末端脱氧核糖核酸转移酶的纳米界面上DNA的生长策略及用于恩诺沙星的适配体传感器构建研究

在纳米金(Au nanoparticles,AuNPs)表面通过组装巯基DNA制得AuNPs-DNA生物探针后,末端脱氧核糖核酸转移酶(Terminal deoxynucleotidyl transferase,TdTase)催化探针DNA的3′-OH 端,实现DNA的生长,并得到生长产物长单链DNA(Single-stranded DNA,ssDNA)。通过琼脂糖凝胶电泳和原子力显微镜成像(Atomic force microscope,AFM)对探针及ssDNA进行表征,结果表明TdTase能够实现纳米界面上DNA的高效生长,卷曲状态下链长可达850 nm。进一步将这种DNA的生长策略与适配体(Aptamer)技术相结合。首先在纳米金表面组装适配体片段1,在醛基化的磁珠颗粒表面组装适配体片段2,以此构建针对恩诺沙星的适配体生物传感器(Aptasensor)。该传感器对ENR在10 ~1.0×10 5 ng/mL具备良好的响应性能,检出限为1.0 ng/mL,能明显区分环丙沙星、氧氟沙星、诺氟沙星等对照组信号。研究表明,基于TdTase的适配体传感器操作便捷,具备良好的靶分子响应性能和特异性,可为食品安全检测等领域提供新的研究思路。

基于核酸放大技术和DNA结构的电化学生物传感器在肿瘤标志物检测的应用进展

生物传感器的出现在诸多领域引发了一场革命。它是利用生物或者生化反应检测目标分析物的分析装置,主要由生物元件和传感器组成。而与电化学结合而发展起来的电化学生物传感器因为具有简单、成本低、灵敏度高等优点,成为近些年来临床诊断、环境监测、食品分析和病原微生物探究等领域的研究热点。在构建电化学生物传感器时,借助一些新方法和新技术提高电化学生物传感器的各项性能实现对各种生物分子特异、灵敏的检测具有十分重要的科学意义和使用价值。

新型磁性纳米电化学DNA生物传感器的研究

利用高分子磁性纳米粒子有效地将磁性分离、富集和化学修饰电极的电化学检测相结合,构建以亚甲基蓝为嵌入式杂交指示剂的电化学DNA生物传感器。此传感器对碱基错配的序列有较好的选择性。传感器对目标序列的响应在1×10-13～1×10-6mol/L范围内呈线性关系;检出限为4.3×10-14mol/L。这种新型的高分子磁性纳米粒子电化学DNA生物传感器具有高的灵敏度,其线性范围宽,成本低,为DNA的痕量分析提供了一种新的思路。

检测痕量Hg^2＋的DNA电化学生物传感器

通过自组装方法将修饰有二茂铁基团的富T序列DNA分子(DNA-Fc)固定在金电极表面,得到了一种基于DNA修饰电极的电化学汞离子(Hg2+)传感器.当溶液中有Hg2+存在时,Hg2+可与修饰电极上DNA的T碱基发生较强的特异结合,形成T-Hg2+-T发卡结构,使DNA分子构象发生改变,其末端具有电化学活性的二茂铁基团远离电极表面,电化学响应随之发生变化.示差脉冲伏安法(DPV)结果显示:DNA末端二茂铁基团的还原峰在0.26V(vs饱和甘汞电极(SCE))附近,峰电流随溶液中Hg2+浓度的增加而降低;Hg2+浓度范围在0.1nmol·L-1-1μmol·L-1时,电流相对变化率与Hg2+浓度的对数呈现良好的线性关系.该修饰电极对Hg2+的检测限为0.1nmol·L-1,可作为痕量Hg2+检测的电化学生物传感器.干扰实验也表明,该传感器对Hg2+具有良好的特异性与灵敏度.

电化学DNA生物传感器

对特异DNA序列的检测在基因相关疾病的诊断、军事反恐和环境监测等方面均具有非常重要的意义。DNA传感器的研究就是为了满足对特异DNA序列的快速、便捷、高灵敏度和高选择性检测的需要。近年来涌现出多种传感策略,根据检测方法的不同大致可以分为光学传感器、电化学传感器和声学传感器等。由于电化学检测方法本身所具有的灵敏、快速、低成本和低能耗等特点,电化学DNA传感器已成为一个非常活跃的研究领域并在近几年中得到了快速发展。本文概括了近年来在DNA传感器的重要分支——电化学DNA传感器领域内的一些重要进展,主要包括DNA探针在传感界面上的固定方法和各种电化学DNA杂交信号的检测方法。

脱氧核糖核酸电分析化学研究进展

就DNA电分析化学研究及其应用方面进行综述 ,主要叙述了DNA的各种电分析化学方法 ,以及DNA电化学传感器的原理、应用以及发展。本文引用文献 77篇。

寡聚酰胺为探针的电化学DNA生物传感器

DNA分子中的碱基对可以长程传递电荷,DNA分子中的碱基π堆积结构为电荷的长程传递提供了良好的通道.电荷在DNA分子中的传递受碱基序列的影响,利用这种性质可以构建DNA碱基错配检测的电化学传感器.寡聚酰胺能和DNA以小沟绑定方式高亲和力地结合,并且具有序列识别功能,本文以带有硝基官能团的寡聚酰胺分子为电化学探针,设计了电化学DNA生物传感器.结果显示,寡聚酰胺与DNA修饰电极作用后,电化学响应显著增强,并且可以作为检测DNA碱基错配的电化学探针分子.

电化学DNA生物传感器定量检测根癌农杆菌终止子基因片段

通过自组装法及共价法固定单链脱氧核糖核酸(ssDNA),制备了电化学DNA生物传感器。将巯基丙酸(MPA)自组装于金电极表面形成单分子膜,再利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的活化作用将ssDNA探针序列固定于金电极表面。将ssDNA修饰的电极与待测溶液中人工合成的转基因食品中常有的根癌农杆菌终止子(NOS)基因片段进行杂交,在[Fe(CN)6]3-/4-溶液中进行循环伏安和电化学阻抗谱扫描,表征ssDNA固定及杂交过程。优化了ssDNA固定条件。待测溶液中DNA浓度在1.0×10-7～1.0×10-10mol/L范围时,其浓度的对数值和ssDNA/Au电极与dsDNA/Au电极峰电流差值的变化值呈线性相关关系,相关系数为0.9822,检出限为8.1×10-11mol/L。

基于单壁碳纳米管-DNA酶复合结构的电化学生物传感器

结合DNA酶优异的氧化还原催化特性和碳纳米管的电化学特性,制备了单壁碳纳米管-DNA酶复合材料,并通过壳聚糖将其固定到玻碳电极表面构建了电化学生物传感界面.研究了单壁碳纳米管-DNA酶复合结构的氧化还原反应催化特性,并以此为传感平台构建了葡萄糖氧化酶电化学生物传感器.结果表明,单壁碳纳米管-DNA酶复合材料修饰的电极对过氧化氢的响应具有较宽的线性范围(5×10-6～1×10-2mol/L)和良好的检测灵敏度(检出限为1×10-6mol/L).采用制备的葡萄糖氧化酶传感器实现了对葡萄糖的快速灵敏检测.

非标记型p53抑癌基因电化学DNA生物传感器的研究

基于发夹型核酸探针的高特异性识别能力以及电活性物质与DNA磷酸骨架间的静电作用,以发夹型核酸作为分子识别探针,电活性物质六氨合钌（RuHex）作为杂交指示剂,构建了一种非标记型检测p53抑癌基因的电化学DNA生物传感器。实验结果表明,在10μmol/L RuHex溶液中,该传感器对目标DNA具有灵敏的电化学响应,电化学信号与目标DNA浓度在2.5~10 nmol/L范围内呈线性关系,检出限达2.5 nmol/L。根据电化学信号的差异可区别完全互补目标DNA、单碱基突变DNA和随机DNA分子。考察了单碱基突变位点不同的目标DNA分子与发夹型核酸探针的杂交效率,结果表明突变位点不同会影响发夹型核酸探针与目标DNA的杂交效率。该传感器具有选择性好、无需标记、简单等优点。

红四氮唑作为电化学嵌合剂的核酸杂交生物传感器

提出了一种以红四氮唑 (TTC)作为嵌合剂 ,采用石墨修饰电极监测核酸杂交过程和测定特定 DNA片段的灵敏的电化学方法 . TTC具有背景电流低 ,电活性强和对双链 DNA(ds DNA)选择性好等一系列优点 ,可在石墨电极表面形成 ds DNA-TTC层 .在电化学测定中 ,TTC的还原电流与靶 DNA浓度具有良好的线性关系 ,对 DNA的检测限可低达 6× 1 0 - 1 1 mol/L .

纳米粒子在电化学DNA生物传感器研究中的应用

简要介绍了电化学DNA生物传感器的原理和分类,对纳米粒子在电化学DNA生物传感器研究中的应用进行了详细评述。

TPD修饰电化学生物传感器测定DNA片段序列

合成了一种新的吸附偶联试剂-硫酚乙酸琥珀酰亚胺酯(TPD),将TPD吸附在金的表面,利用其琥珀酰亚胺基与客体氨基的反应,将单链DNA修饰在金电极上作为探针,以电化学方法检测能与之互补DNA样品的碱基序列和含量.杂交后的DNA采用自行合成的双[1-二茂铁氨甲酰丙基-四氢化吡嗪-4-丙基氨甲酰吡啶]并吩嗪(FCZ)作指示剂进行检测,该化合物能够嵌入DNA双螺旋结构的碱基对中,显示出高度电化学活性.该传感器的电流信号与DNA浓度在2×10-3～1×100-7 mol/L范围有线性关系,检测限为8×10-10 mol/L.本方法可用于检测爱滋病和乙肝病毒DNA特征序列的研究.

基于电化学交流阻抗技术的DNA生物传感器对军团菌基因检测

利用电化学技术对玻碳电极表面进行活化,然后再利用偶联活化剂将氨基修饰的军团菌特异基因序列探针ssDNA固定到活化后的玻碳电极表面,构建军团菌DNA电化学生物传感器。利用电化学交流阻抗技术对构建的军团菌DNA电化学生物传感器性能进行表征及优化。结果表明:构建军团菌DNA电化学生物传感器可通过杂交前后阻抗信号的变化,有效识别互补军团菌DNA片段。在优化试验条件下,可实现对人工合成军团菌特异性基因的检测。杂交前后阻抗差值与靶标链DNA浓度在5.0×10-9～2.5×10-8 mol.L-1范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为1.0×10-9 mol.L-1。