基于肽核酸的电化学DNA生物传感研究
发布时间：2021-01-13 09:36
恶性肿瘤等重大疾病的早期诊断一直是一个重要的研究热点。通过筛查,提前检测到重大疾病并进行及时有效的治疗,能显著提高患者存活率并降低医疗成本。因此,开发出灵敏度高、特异性强、操作简便且成本低廉的检测方法对于疾病的诊断和预后具有十分重要的意义。电化学DNA生物传感器是一种基于Watson-Crick碱基互补配对原理,利用已知序列的捕获探针对靶单链（single-stranded,ss）或双链（double-stranded,ds）DNA进行特异性识别并对其浓度进行电化学检测的工具。因其具有检测成本低廉、操作简便、选择性好、灵敏度高、便携及易于小型化等优点,受到了广泛的关注,已成为当今生化分析和精准医疗等领域的前沿性课题。尽管现有的电化学DNA生物传感器已经在很多方面得以发展,从临床应用的角度来看,尚存在诸如捕获探针的稳定性和特异性较差、检测灵敏度不足、制备过程复杂或检测周期长等缺陷。为此,本论文围绕提高电化学DNA生物传感器的实用性,以肽核酸（peptide nucleic acid,PNA）作为固定化捕获探针,开展了1)基于碳二亚胺（CDIs）化学介导偶联有机金属化合物对ssDNA进行快...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?（Ａ）?ＰＮＡ／ＤＮＡ异源双螺旋的结构［２９＾（Ｂｌ３５］，Ｃ【３９１，Ｄ［４Ｇ】）以ＰＮＡ作为捕获探针对ｓｓＤＮＡ进行高选??择性电化学检测??５??
１．２．２．４吗啉寡核苷酸探针??吗啉寡核苷酸（ｍｏｒｐｈｏｌｉｎｏ?ｏｌｉｇｏｍｅｒ，?ＭＯ）是一种人工合成的电中性的核酸类似物，??其骨架由亚甲基吗啉环与磷酰键连接而成（Ｍ０的结构如图１．５Ａ所示尸８］。与ＰＮＡ—样，??Ｍ０能与互补的ｓｓＤＮＡ或ＲＮＡ以碱基互补配对的方式杂交形成稳定的异源双螺旋，其对??ｓｓＤＮＡ和ＲＮＡ有很好的识别能力和较尚的亲和能力，具有抗酶解能力强等优良特性??［５８，５９］。与ＰＮＡ相比，ＭＯ具有更好的水溶性［５８，５９】。Ｍ０主要应用于阻碍其他分子与特定核??酸序列的结合，在ＤＮＡ生物传感等领域也获得了少量的应用［６（），６｜］。例如，丁６１＾６１＇〇等［６＜）］??将ＭＯ用作捕获探针，通过检测杂交前后界面电容的变化，对ｓｓＤＮＡ进行电化学检测（如??图１．５Ｂ所示）。０犯等［６２１将ＭＯ用作捕获探针，借助于阳离子氧化还原聚合物对抗坏血酸??的电催化特性，实现了对ｓｓＤＮＡ的高灵敏、高选择性电化学检测（如图１．５Ｃ所示）。Ｘｉａ课??题组将Ｍ０修饰在纳米通道表面，用于对ｓｓＤＮＡ?（如图１．５Ｂ所示）［６：＾ｆｌＳＮＰｓ［６４］进行高选择??性电化学检测。??
１．２．３捕获探针的固定化??对于电化学ＤＮＡ生物传感器来说，捕获探针在电极表面的状态对于其检测性能具有??很大的影响。因此，捕获探针的固定化方式是影响传感器性能的一个重要因素｜６５］。为了??使捕获探针呈现良好的工作性能，固定化后应具有良好的生物活性、方向性和稳定性，??而１１应尽量避免与电极表面发生非特异性物理吸附［６５］。０前，应用较为普遍的固定化方??法主要包括以下几种：??１．２．３．１吸附法??吸附法一般是指通过静电相互作用，将电负性的ｓｓＤＮＡ片段固定到电极表面作为捕??获探针。这种方法通常不需要对电极表面或捕获探针进行复杂的化学修饰，因此具有操??作简便、成本低廉等优点［６５］。例如，Ａｂｒｔｉｎａ等１６６１直接将ｓｓＤＮＡ片段滴加在金屯极表面，??晾干后，即得到修饰有ｓｓＤＮＡ探针的工作电极。Ｗａｎｇ等【６７ＷＵＲｉｖａＳ等丨６８】分別将碳糊屯极??或ＧＣＥ表面浸入含有ｓｓＤＮＡ片段的溶液中，在正电位下，通过静电吸附将电负性的??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]单核苷酸多态性（SNP）的研究进展[J]. 张必弦,朱延明,来永才,胡小梅,李炜,李琬,毕影东,肖佳雷,张俐俐. 安徽农业科学. 2012(21)
[2]生物传感器的应用现状与发展趋势[J]. 马莉萍,毛斌,刘斌,李工农,韩根亮,刘国汉. 传感器与微系统. 2009(04)
[3]肽核酸探针在生物传感器检测中的研究进展[J]. 王云霞,陈鸣,丁毅,施建峰,曹亮,府伟灵. 中华医院感染学杂志. 2008(03)
[4]人类基因组中单核苷酸多态性（SNPs）的研究与应用[J]. 张羽. 陕西理工学院学报(自然科学版). 2007(04)
[5]电化学DNA生物传感器[J]. 张炯,万莹,王丽华,宋世平,樊春海. 化学进展. 2007(10)
[6]单核苷酸多态性检测方法的研究进展[J]. 汪维鹏,倪坤仪,周国华. 遗传. 2006(01)
博士论文
[1]蛋白和核酸电化学检测中的信号放大策略研究[D]. 董晓娅.南京大学 2011
本文编号：2974652
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?（Ａ）?ＰＮＡ／ＤＮＡ异源双螺旋的结构［２９＾（Ｂｌ３５］，Ｃ【３９１，Ｄ［４Ｇ】）以ＰＮＡ作为捕获探针对ｓｓＤＮＡ进行高选??择性电化学检测??５??
１．２．２．４吗啉寡核苷酸探针??吗啉寡核苷酸（ｍｏｒｐｈｏｌｉｎｏ?ｏｌｉｇｏｍｅｒ，?ＭＯ）是一种人工合成的电中性的核酸类似物，??其骨架由亚甲基吗啉环与磷酰键连接而成（Ｍ０的结构如图１．５Ａ所示尸８］。与ＰＮＡ—样，??Ｍ０能与互补的ｓｓＤＮＡ或ＲＮＡ以碱基互补配对的方式杂交形成稳定的异源双螺旋，其对??ｓｓＤＮＡ和ＲＮＡ有很好的识别能力和较尚的亲和能力，具有抗酶解能力强等优良特性??［５８，５９］。与ＰＮＡ相比，ＭＯ具有更好的水溶性［５８，５９】。Ｍ０主要应用于阻碍其他分子与特定核??酸序列的结合，在ＤＮＡ生物传感等领域也获得了少量的应用［６（），６｜］。例如，丁６１＾６１＇〇等［６＜）］??将ＭＯ用作捕获探针，通过检测杂交前后界面电容的变化，对ｓｓＤＮＡ进行电化学检测（如??图１．５Ｂ所示）。０犯等［６２１将ＭＯ用作捕获探针，借助于阳离子氧化还原聚合物对抗坏血酸??的电催化特性，实现了对ｓｓＤＮＡ的高灵敏、高选择性电化学检测（如图１．５Ｃ所示）。Ｘｉａ课??题组将Ｍ０修饰在纳米通道表面，用于对ｓｓＤＮＡ?（如图１．５Ｂ所示）［６：＾ｆｌＳＮＰｓ［６４］进行高选择??性电化学检测。??
１．２．３捕获探针的固定化??对于电化学ＤＮＡ生物传感器来说，捕获探针在电极表面的状态对于其检测性能具有??很大的影响。因此，捕获探针的固定化方式是影响传感器性能的一个重要因素｜６５］。为了??使捕获探针呈现良好的工作性能，固定化后应具有良好的生物活性、方向性和稳定性，??而１１应尽量避免与电极表面发生非特异性物理吸附［６５］。０前，应用较为普遍的固定化方??法主要包括以下几种：??１．２．３．１吸附法??吸附法一般是指通过静电相互作用，将电负性的ｓｓＤＮＡ片段固定到电极表面作为捕??获探针。这种方法通常不需要对电极表面或捕获探针进行复杂的化学修饰，因此具有操??作简便、成本低廉等优点［６５］。例如，Ａｂｒｔｉｎａ等１６６１直接将ｓｓＤＮＡ片段滴加在金屯极表面，??晾干后，即得到修饰有ｓｓＤＮＡ探针的工作电极。Ｗａｎｇ等【６７ＷＵＲｉｖａＳ等丨６８】分別将碳糊屯极??或ＧＣＥ表面浸入含有ｓｓＤＮＡ片段的溶液中，在正电位下，通过静电吸附将电负性的??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]单核苷酸多态性（SNP）的研究进展[J]. 张必弦,朱延明,来永才,胡小梅,李炜,李琬,毕影东,肖佳雷,张俐俐. 安徽农业科学. 2012(21)
[2]生物传感器的应用现状与发展趋势[J]. 马莉萍,毛斌,刘斌,李工农,韩根亮,刘国汉. 传感器与微系统. 2009(04)
[3]肽核酸探针在生物传感器检测中的研究进展[J]. 王云霞,陈鸣,丁毅,施建峰,曹亮,府伟灵. 中华医院感染学杂志. 2008(03)
[4]人类基因组中单核苷酸多态性（SNPs）的研究与应用[J]. 张羽. 陕西理工学院学报(自然科学版). 2007(04)
[5]电化学DNA生物传感器[J]. 张炯,万莹,王丽华,宋世平,樊春海. 化学进展. 2007(10)
[6]单核苷酸多态性检测方法的研究进展[J]. 汪维鹏,倪坤仪,周国华. 遗传. 2006(01)
博士论文
[1]蛋白和核酸电化学检测中的信号放大策略研究[D]. 董晓娅.南京大学 2011
本文编号：2974652
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2974652.html
