基于末端转移酶延伸放大的电化学DNA传感器设计(2)
2.2.4 检测..17
2.3 结果与讨论.17
2.3.1 裸金电极的表征..17
2.3.2 末端延伸电化学DNA传感检测策略18
2.3.3经过末端延伸后传感器的电化学的表征 ..19
2.3.4 检测..20
3 实验结论及展望21
3.1 实验结论..21
3.1.1 组装密度对传感器灵敏度的影响.21
3.1.2 探针DNA在电极表面的结合方式..22
3.1.3 不同溶度目标DNA的检测.22
3.2 展望23
致谢25
参考文献26
1 绪 论
脱氧核苷酸（DNA）是遗传信息的载体，具有存储和传递信息的功能，对于核酸的分析在生物化学和生物分子学中有及其重要的意义。随着人类基因组计划（HGP）的实施，为基因疾病的诊治提供了科学依据，使得基因检测在分子生物学和生物医学研究中的重要性更突显出来。在当代社会，医疗检测问题，食品安全问题，环境问题等这些问题的出现越来越影响到人们的日常生活。为此，就要求我们要研制使用简便，迅速，廉价和便携的检测装置用于大规模的基因分析。利用 DNA 双链的碱基互补配对原则发展起来的各种 DNA 生物传感技术，受到生物分析工作者的高度重视。 利用 DNA分子作为敏感元件， 制成用于 DNA 快速测定的传感器，极大地提高了基因检测的速度。
将电化学方法应用于 DNA 生物传感器是近年来发展非常迅速的一个研究领域。生物大分子 DNA 与电化学转换器（电流型或电位型的电极）组合即可构成 DNA 电化学生物传感器。 此类传感器具有电极制作简便、使用寿命长、重复性好、 灵敏度高、成本低、能耗少、易携带、不破坏测试样品、不受溶液颜色影响、易于实现微型化等诸多优点。 研究 DNA 电化学生物传感器技术对促进 DNA 芯片技术发展也具有重要的指导意义【1】。
1.1 电化学DNA传感器原理
图1 DNA电化学生物传感器的原理
DNA电化学生物传感器的设计原理如图1,是根据需要检测的目的DNA设计一段与之互补的单链DNA（single－strandedDNA ssDNA）作为探针，利用某些物理或化学方法（如巯基的自组装）将探针DNA固定在金电极表面，加入可指示杂交信号的电活性物质，通过检测修饰电极在待测溶液中电化学信号的变化，以确定目的DNA的溶度。其检测过程如图2，主要包括【2】：（1）探针DNA的固定，即探针DNA连接或固定到电极表面，形成DNA探针电极。（2）与目标DNA的杂交，DNA探针电极放入被测溶液，与互补的目标DNA在最佳条件下杂交形成dsDNA，这一过程要注意控制合适的杂交条件，使杂交效果达到最佳。（3）杂交的指示，将杂交信息转化为可检测的电化学信号，通过电流、电压、电导、电容、或电化学阻抗的变化作为检测信号。（4）电化学信号检测，根据所选择的电化学指示剂不同，用相应的电化学方法完成电化学信号的测定。
图2【1】 DNA电化学生物传感器的制作过程
1.2 探针DNA在电极上的组装方法
在DNA生物传感器的构建中，DNA探针在电极表面的有效固定是传感器能够进行准确检测的前提。DNA探针在电极表面的固定首先要考虑实现探针与电极的稳定连接和杂交活性的保持，因此DNA电化学传感器的性质，灵敏度以及使用寿命，很大程度上都与DNA探针的固定方法密切相关。固定应该使DNA保持原有生物活性，不易脱落，并易于与靶物质接触。根据不同的需要，运用不同的方法将DNA探针固定在其表面【3】。