新型DNA修飾電極用于重金屬離子的電化學檢測.pdf

1、電化學分析方法(electrochemical analysis method)作為儀器分析的重要組成部分,具有儀器設備簡單、操作方便、選擇性和靈敏度高的優點,它的應用極其廣泛,既可以用來測定微量或痕量物質的組成和含量,探究化學反應的各種過程和機理,還可以通過它對物質的形態、構造以及表面特征進行深入的了解。長期以來,在對物質的分析檢測方面地位顯著。電化學生物傳感器(electrochemicalbiosensor)是把電化學分析方法和生

2、物傳感器技術的優點結合起來形成的一種新技術,它檢測物質的成本更加低廉,分析測試的功能更加強大,應用范圍也大大拓寬,對問題的處理也更加全面。電化學DNA傳感器是電化學生物傳感器的一個重要分支,它以DNA為識別元件,將DNA固定在電極表面,通過電極使DNA與其它物質作用,將生物信號轉化為可檢測的電信號。某些重金屬離子,如汞離子,有劇毒,在自然界中即使是痕量存在都會對人類和生態平衡造成極大的危害性。因此,對有毒重金屬離子的檢測成為了分析工作者

3、的重要任務。本文主要是利用電化學生物傳感器的信號放大技術做了一些針對金屬離子的分析檢測工作,具體內容如下：
　　 ⑴基于C-Ag+-C結合調節碳納米管隧道電流效應的Ag+電化學傳感器。在第二章中,我們通過C-C錯配堿基對對銀離子有很高的選擇性并可以形成C-Ag+-C復雜分子的原理以及SWCNT-DNA復合物的特性,設計了一條銀特異性的核酸探針鏈,利用碳納米管吸附層的隧道電流可被DNA-Ag+結合物所調控的現象構建了一個新型的無需

4、信號標記的銀離子電化學傳感器。該傳感器對銀離子有很好的選擇性和靈敏度,其檢測限達到了1.5 nM,遠遠低于國家規定的飲用水中銀離子的最高允許濃度0.46μM。
　　 ⑵基于酶放大信號的電化學檢測汞離子。在第三章中,我們將酶信號放大技術與電化學分析方法相結合,設計出了具有靈敏度高、選擇性好、簡單、迅速等優點的電化學。DNA傳感器。汞離子(Ⅱ)可以使胸腺嘧啶-胸腺嘧啶(T-T)之間的錯配雜交達到穩定,利用胸腺嘧啶-汞離子(Ⅱ)-胸腺

5、嘧啶(T-Hg2+-T)間的高度特異性相互作用以及酶信號放大技術設計了可以高靈敏度、高選擇性的檢測痕量Hg2+的電化學生物傳感器。該傳感器利用Hg2+連接DNA雙鏈,把辣根過氧化酶固定在電極上,使它催化氧化對苯二酚為對苯醌,這樣汞離子就與對苯醌還原電流的大小建立了聯系,由此實現了對Hg2+的定量分析。我們設計的這個汞離子傳感器其檢測限達到了0.3 nM,低于飲用水中Hg2+的最高允許濃度10 nM。同時該傳感器對汞離子的檢測具有很好的選

6、擇性。
　　 ⑶基于雙官能團信號探針用于無標記電催化汞離子的分析。在第四章中,我們利用G四股螺旋-血紅素復合物在雙氧水的還原作用下能顯示出極好的電催化活性這一獨特特征,設計了一個雙官能團汞離子識別探針,它結合了特異性的汞離子寡核苷酸序列和G四序列,形成了一個無標記的電催化汞離子(Ⅱ)生物傳感器。本章設計了兩條汞特異性的核酸探針鏈,由于汞離子(Ⅱ)的存在它們雜交形成了穩定的T-Hg2+-T復合物,在電極表面形成穩定的雙螺旋結構。這