嘌呤堿基吸附和電氧化行為的壓電電化學研究.pdf

1、核酸是遺傳物質，包括DNA和RNA，它們的變異會引起一系列的異常反應。很多癌癥和慢性淋巴性白血病也涉及到遺傳物質的改變，所以對DNA和RNA的靈敏檢測是至關重要的。核酸的檢測主要是檢測核酸的含量、雜交、某個堿基的突變或空間構象。核酸的含量檢測方法有熒光分析法、化學發光法、光纖傳感法、比色法等。核酸的電化學分析方法主要有堿基的直接電化學(如鳥嘌呤(G)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)發生電氧化)、核酸的極譜和伏安法分析、阻抗法、電位法、電化學

2、發光法。核酸電活性的研究是核酸電化學分析檢測的重要內容，因此具有高電活性的嘌呤堿基的分析檢測就變得極其重要。電化學石英晶體微天平(EQCM)技術在膜電化學研究中應用廣泛，但在嘌呤堿基吸附和電氧化行為研究中的應用較少見。本論文在簡要綜述核酸常規研究方法、核酸和堿基電化學檢測、核酸和堿基壓電傳感研究工作的基礎上，基于羧基化多壁碳納米管(MWCNTs)、純化的單壁碳納米管(SWCNTs)修飾的EQCMAu電極，研究了腺嘌呤(A)和鳥嘌呤(G)

3、在修飾Au電極上的吸附和電氧化行為，并將SWCNTs和石墨烯修飾于玻碳電極上，對嘌呤堿基進行了電分析。主要工作內容如下：
　　 1.基于壓電電化學石英晶體微天平(EQCM)技術，研究了腺嘌呤(A)和鳥嘌呤(G)在Au電極和多壁碳納米管(MWCNTs)修飾Au電極上的吸附和電氧化行為。結果表明，在Au電極上，A的吸附量和氧化電流均比G大，而在MWCNTs/Au電極上，A和G可類似地吸附，但其氧化峰電位負移且氧化峰電流增大，表明MW

4、CNTs對A和G的氧化具有催化作用。實驗發現，A和G在裸金電極上氧化的電子轉移數分別為5.4(RSD=2.3％)和1.9(RSD=1.3％)，而在MWCNTs/Au電極上的氧化電子轉移數分別為5.1(RSD=1.8％)和1.5(RSD=1.6％)。
　　 2.將單壁碳納米管(SWCNTs)修飾于GCE上，使得A和G在修飾電極上的氧化峰電流分別增加62.7％和356％。優化實驗條件下，A的線性檢測范圍為0～50μmolL-1，G為

5、0～100μmolL-1，A和G的檢測下限分別為10和20nmolL-1。EQCM研究表明，A在Au和SWCNTs/Au電極上的吸附量都比G大，在這兩種電極上A和G的電子轉移數分別為6.4±0.2和2.6±0.1。這種方法用來檢測陰性對照siRNA樣品中A和G。所檢測出來的A和G的含量跟siRNA的結構一致，并且樣品溶液中A和G的回收率分別為96.2％(RSD=3.2％)和96.0％(RSD=2.9％)。
　　 3.將氧化石墨烯

6、(GO)修飾于GCE上，制備成修飾電極GO/GCE，經過電還原制備成電還原氧化石墨烯修飾電極ER-GO/GCE，A和G在此修飾電極上的氧化峰電流顯著增加，并且氧化電位負移了。優化實驗條件下，得到A和G同時檢測時，A的線性檢測范圍為0～40μmolL-1，G為0～30μmolL-1，A和G的檢測下限分別為7.2和7.4nmolL-1。運用此修飾電極來檢測ZEBl-M-PCsiRNA樣品中A和G。所檢測出來的A和G的含量跟siRNA的結構一