摘要：DNA 的自然状态都是双链结构，因此双链DNA的直接识别在疾病诊断和基因治疗中起关键性作用。本论文基于二茂铁修饰的发卡探针的结构改变设计了一个能序列特异性识别双链DNA的电化学传感器。首先，金纳米粒子电沉积到玻碳电极的表面，通过金-硫键用来固定巯基修饰的发卡探针。发卡探针与目标物双螺旋DNA 的杂交使其发卡结构打开，氧化还原探针二茂铁远离电极表面，而使电化学信号降低。在最佳条件下，双链DNA在350 pmol/L到25 nmol/L范围内与电流变化呈良好的线性关系，并获得浓度为275pmol/L的检测限。此外，该方法具有良好的靶DNA序列的特异性。76473

毕业论文关键词：电化学传感器、分子探针、双链脱氧核糖核苷酸、金纳米粒子

Electrochemical molecular beacon biosensor for sequence-specificrecognition of double-stranded DNA

Abstract: Direct recognition of double-stranded DNA (dsDNA) was crucial to disease diagnosis and gene therapy, because DNA in its natural state is double stranded。 Here, a novel sensor for the sequence-specific recognition of dsDNA was developed based on the structure change of ferrocene (Fc) redox probe modified molecular beacon (MB)。 For constructing such a sensor, gold nanoparticles (AuNPs) were initially electrochemical-deposited onto glass carbon electrode (GCE) surface to immobilize thiolated MB in their folded states with Au–S bond。 Hybridization of MB with target dsDNA induced the formation of parallel triplex DNA and opened the stem-loop structure of it, which resulted in the redox probe (Fc) away from the electrode and triggered the decrease of current signals。 Under optimal conditions, dsDNA detection could be realized in the range from 350 pmol/L to 25 nmol/L, with a detection limit of 275 pmol/L。 Moreover, the proposed method has good sequence-specificity for target dsDNA compared with single base pair mismatch and two base pairs mismatches。

Keywords: Electrochemical sensor; Molecular beacon; Double-stranded DNA;Gold nanoparticles

目录               

前言 1

1。实验部分 1

1。1 实验试剂 1

1。2实验仪器 2

1。3分子信标修饰电极的制作 2

2、结果与讨论 2

2。1传感器原理 2

2。2不同修饰电极的电化学表征 3

2。3 DNA链的圆二色光谱 4

    2。4实验条优化 5 

2。5、传感器的电化学反应和双链DNA序列选择性 6

3、讨论 7

4、致谢 7

5、参考文献 8

前言

在疾病诊断与人类基因治疗中，设计一种既简单又灵敏能识别双链DNA序列特异性的传感器是必要的，因为DNA在它的自然状态下是单链[1-4]；通常识别双链DNA序列特异性用聚酰胺[5,6]，DNA结构蛋白[7,8]和三螺旋形成寡核蛋白[9-11]；其中，三螺旋形成寡核苷酸具有与双链DNA的大沟螺旋结合的性能，并且呈现出高的序列特异性，此法已经越来越多的应用于DNA分析中。然而，以此三重模型为基础的方法，要求形成C•G◦C，因此需要碱基的质子化，反应必须在酸性条件下才能形成平行的三重DNA结构[12]。因此，一些研究是在酸性条件下进行的，在实际的ＤＮＡ样品检测中这是不适合的。相比之下，最近Ihara团队发现C•G◦C能在加入Ag+的中性PH环境下生成[13]。受这一实验进步的启发，我们实验室已经报导了几个关于双链DNA在中性PH环境中的检测研究[10,14]。文献综述