新型DNA电化学生物传感器的构建及其在生物分析中的应用

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随着近年来传感器技术的迅速发展,DNA生物传感器因具有电极制作简便、使用寿命长、重现性好、灵敏度高、成本低、易于实现微型化等优点,在临床医学检验、遗传工程、药物作用机理、新药筛选、环境监测和食品工程等领域已得到广泛地研究与应用.  本文构建了两种新型DNA电化学生物传感器分别对特定序列的DNA及其损伤情况和地高辛抗体进行检测。  DNA作为储存和传递遗传信息的生物大分子,其完整性对生物体来说具有至关重要的作用。本文利用外切酶Ⅲ对双链的水解作用和二茂铁良好的传递电子的能力,设计了一种方便,快捷并且灵敏度很高的DNA电化学生物传感器来检测特定序列的DNA及其损伤情况。首先将二茂铁标记的探针DNA与捕获探针DNA1的一段在杂交液中杂交形成双链。当目标DNA出现之后,与捕获探针DNA1的另一段形成双链。由于双链中目标DNA和探针DNA的3端都突出,捕获探针的3端为平末端,因外切酶Ⅲ作用于双链的3平和凹末端,所以捕获探针DNA1被水解掉。二茂铁修饰的探针DNA和目标DNA从双链中释放,使目标DNA得以循环。被修饰在电极上的捕获探针DNA2将释放出来的探针DNA捕获杂交,在电极表面形成双链,二茂铁分子被拉近到电极表面产生很强的电化学信号。通过电化学信号的不同间接的检测目标DNA及其损伤。外切酶Ⅲ促进了目标DNA的循环,提高了检测限。这种方法具有很高的灵敏度和特异性。  特异性抗体检测是协助临床诊断,在某些疾病中亦是观察疗效及预后的一个指标。因此特异性抗体的检测具有特殊的、重要的意义。本文以二茂铁分子作为电化学标记物,利用银离子的作用在电极表面形成DNA的三链构建了一种新型的灵敏检测地高辛抗体的DNA电化学生物传感器。该方法以金电极作为基体电极,将二茂铁标记的发夹状寡核苷酸链通过金硫键共价结合的方式修饰在金电极表面。发卡结构将二茂铁分子拉近到电极表面产生电化学信号。在银离子的作用下,将地高辛抗原标记的寡核苷酸链与二茂铁标记的发卡状寡核苷酸链的环状部分结合形成三连,发卡结构被打开,二茂铁分子远离电极,使得产生的电流信号降低。当待测物地高辛抗体出现之后,由于地高辛抗体与其抗原的特异性结合,地高辛抗原标记的寡核苷酸链脱离三链,三链被解开,发卡状态恢复,电化学的信号增强.该方法通过DNA三链的分子开关间接的检测地高辛抗体。
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