DNA分子机器的构建及其在电化学生物传感器中的应用研究

发布时间：2021-09-07 13:26

　　受天然蛋白质分子机器的启发,众多人工分子机器被设计出来以实现纳米尺度的精准运动,作为一种极佳的生物材料,利用DNA构建出的分子机器具有出色的性能,其中一类在界面上持续运动的DNA分子机器被称为DNA步行者。在电化学生物传感领域,由于DNA步行者具有的界面运动性质而受到了格外关注。通过对DNA序列进行设计合成,人们提出了一系列基于DNA步行者的电化学生物传感器,并用于对细胞、蛋白质和核酸等靶标进行检测。在本研究中,我们利用邻位链替代反应作为识别开关,在特异性识别目标物后启动单足DNA步行者,通过不断行走并打开发夹的过程实现了信号放大。通过调节单足步行者的“锚”结构序列长度等优化过程,最终使该传感器获得了优异的检测灵敏度和特异度,并通过以蛋白质和目标DNA作为靶标模型证明了该传感器具有极佳的可拓展性。目的:利用DNA分子机器的高度可编程性及出色的界面反应放大效率,构建通用型DNA分子机器-电化学生物传感器。为验证该传感器的检测性能和可拓展性,我们以DNA和蛋白质同时作为检测靶标的概念验证,旨在为实现生物靶标分子灵敏、快速和便携式的电化学生物传感提供新思路。方法:（1）通过扫描循环伏安法（C... 

【文章来源】：西南医科大学四川省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电极阵列金片的循环伏安图（峰电位差值=78mV）

142实验方法2.1电极阵列金片性能验证不同于传统固态金电极的制备方法，使用宁波宁海捷仪公司生产的电极阵列金片，在晨华CHI1040C多通道电位仪上可实现一次对8个样品的同时检测。如图一，该阵列金片由16个三电极系统组成，分别由一个金对电极，一个金参比电极和一个金工作电极（直径3mm）组成。图1.16电极阵列金片Figure1.16sensorsgoldelectrodearrays该阵列金片由电子束蒸发镀膜制备而成，在聚二甲基硅氧烷（PDMS）上蒸镀上一层约20纳米厚的钛层增加稳固性，再蒸镀上一层约50纳米厚的金层。由于电子束蒸发镀膜的高度均匀性，该阵列金片的电极间具有较好的均一性，如图2所示。图2.电极阵列金片的循环伏安图（峰电位差值=78mV）Figure2.Cylicvoltammogramofgoldelectrodearrays（V=78mV）

18量的H2-Fc，通过DPV扫描得到信号，实现了基于DNA分子机器放大的伏安生物传感。图3.邻位杂交产物触发的DNA步行者-凝血酶电化学生物传感器原理图。Figure4.SchematicillustrationofthedesignedDNAwalkerbasedbiosensortriggeredbysurfaceproximityhybridizationproductforthrombin.2可行性验证2.1电泳验证序列可行性通过非变性PAGE分析表征了连续链替代反应用于DNA步行者行走的可行性。图4A中使用含有6nt长的“锚”结构序列的W（6B），图4B中使用无“锚”结构序列的W（0B）。在对退火后的H1和H2的混合物进行电泳后，结果显示H1和H2分别归于两个清晰的条带，同时没有观察到新的条带（图4A，泳道4），并通过对比单独的H1,H2


本文编号：3389627