新型生物傳感技術用于核酸和蛋白質的檢測.pdf

1、湖南大學碩士學位論文新型生物傳感技術用于核酸和蛋白質的檢測姓名：王海波申請學位級別：碩士專業：分析化學指導教師：楚霞20091101新型生物傳感技術用于核酸和蛋白質的榆測A b s t r a c tP r o t e i n a n d n u c l e i c a c i d a r e t h e m o s t t w oi m p o r t a n t m a c r o - b i o m o l e c u l e s

2、 ，p l a y i n ge s s e n t i a lr o l e si nt h ef i e l d so f g e n e t i cd i s e a s ea n dm e t a b o l i s m ．T h e r e f o r e ，i ti sh i g h l ys i g n i f i c a n tt h a tc o n s t r u c t i n gs i m p l e ，s e

3、n s i t i v e a n de f f i c i e n ta n a l y t i c a lm e t h o d sf o r d e t e c t i n g p r o t e i n a n d n u c l e i c a c i d i n t h e a r e a o fc l i n i c a l d i a g n o s i s a n d d r u gs c r e e n i n g

4、．T os a t i s f ya n da c h i e v et h ed e m a n d o f t h es i m p l e ，h i g h s e n s i t i v i t y ，s e l e c t i v i t ya n da f f i n i t y ，a n dh i g ht h r o u g h o u tf o rt h ed e t e c t i o no f p r o t e

5、i n sa n dD N A ，w e d e v e l o pas e r i e so fn o v e le l e c t r o c h e m i c a lb i o s e n s o rm e t h o d sa n dp r o v i d e ah i g hp e r f o r m a n c ep l a t f o r m ．T h e s er e s u l t sp r i m a r i l

6、yp r o v e dt h a tt h e p r o p o s e dt e c h n o l o g yi s r e a s o n a b l yc o m p a r a b l e w i t h t h e t r a d i t i o n a l d e t e c t i o n m e t h o d s ，i n d i c a t i n gt h e p r a c t i c a b i l i

7、t y o fu s i n g t h e p r o p o s e dm e t h o di n c l i n i c a l d i a g n o s i s ．T h ed e t a i l e d c o n t e n td e s c r i b e d a sf o l l o w s ：( 1 ) W ed e v e l o pan o v e le l e c t r o c h e m i c a lD

8、 N A ( E - D N A ) b i o s e n s o rf o r s i m p l e ，r a p i d ，a n ds p e c i f i cd e t e c t i o no f n u c l e i c a c i d sb a s e d o nt h ep r o x i m i t y - d e p e n d e n ts u r f a c eh y b r i d i z a t i

9、o na s s a yi no r d e r t ow i d e n i n gt h ea p p l i c a t i o na r e a ．T h i sE - D N A b i o s e n s o rw a sc o n s t r u c t e d b ys e l f - a s s e m b l yo fa3 ’s h o r t t h i o l a t e d c a p t u r ep r o

10、 b eo nt h eg o l de l e c t r o d e ．D N Ad e t e c t i o nw a s r e a l i z e db yo u t p u t t i n ga r e m a r k a b l er e d o xc u r r e n to f 5 ’f e r r o c e n e ( F c ) t a i ll a b e l e dp r o b e ．W h e n t

11、h et a r g e tD N A w a s i n t r o d u c e di n t ot h es y s t e m ，i t w a s c o m p l e m e n t a r y t o t h e 5 ’F c l a b e l e d p r o b e a t t h e o n eh a l f - s e g m e n t a n dc o m p l e m e n t a r yt o

12、t h e 5 ’s h o r t t h i o l a t e d c a p t u r ep r o b e a t t h e o t h e r h a l f - s e g m e n t ，r e s u l t i n gi nf o r m i n gas t a b l ed u p l e xc o m p l e x ．A s ar e s u l t ，t h eF cp r o b e w a s p

13、r o x i m a t et ot h ee l e c t r o d es u r f a c ea n d t h eF a r a d a i cc u r r e n tw a s o b s e r v e d ．T h i sE —D N A b i o s e n s o rw a s p r o v e dt oh a v eal o w d e t e c t i o nl i m i t ( 1f M ) a

14、n d a w i d ed y n a m i cr a n g e ( f r o m1 f Mt o 1 n M ) d u e t ot h es t a b l eh y b r i d i z a t i o nm o d e ．I na d d i t i o n ，t h es e n s i n gs y s t e mc o u l dd i s c r i m i n a t e t h e c o m p l e

15、 m e n t a r y s e q u e n c e f r o m m i s m a t c h s e q u e n c e s ，w i t h h i g hs e n s i t i v i t y ，s t a b i l i t y ，a n d r e u s a b i l i t y ．C o m p a r e d w i t h t h e c o n v e n t i o n a l s a n

16、d w i c hh y b r i d i z a t i o na s s a y , t h i sa p p r o a c he n s u r e dt h e f e r r o c e n em a r k e rt oe n o u g hc l o s et h ee l e c t r o d es u r f a c ea n di n c r e a s e d t h ec h a r g et r a n

17、s p o r te f f i c i e n c ya sw e l la si m p r o v e d t h es e n s i t i v i t yr e m a r k a b l y ．( 2 ) W ed e v e l o pas u r f a c e p r o x i m i t y —d e p e n d e n t h y b r i d i z a t i o n e l e c t r o c

18、h e m i c a la p t a s e n s o rm e t h o df o rt h eh i g hs e n s i t i v ed e t e c t i o no f m o d e la n a l y t eP D G F —B Bb a s e do nt h ep r o x i m i t ye f f e c t ，t h a ti s t os a y a p a i ro f a f f i