DNA-納米羥基磷灰石修飾電極的制備及在生物分析中的應(yīng)用.pdf

1、DNA是活細(xì)胞中最重要的分子，它含有特定細(xì)胞的全部遺傳信息，在分子生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究非常廣泛。DNA生物傳感器是當(dāng)今生物傳感技術(shù)的研究熱點(diǎn)。用DNA修飾電極研究DNA與其他物質(zhì)的相互作用，不僅能克服溶液電化學(xué)方法背景信號大，弱信號難以提取的缺點(diǎn)，而且DNA的用量大為減少，方法的靈敏度得到提高，以較少樣品消耗得到多種作用參數(shù)。研究DNA與其它小分子的相互作用是生物化學(xué)和分子生物學(xué)中的重大課題，對疾病診斷、環(huán)境檢測、醫(yī)藥研究和新藥設(shè)

2、計(jì)起著重要作用。水溶性陽離子卟啉具有優(yōu)異的生物活性，可以作為潛在的抗癌、抗菌藥物和核酸結(jié)構(gòu)及動力學(xué)探針，其與DNA的相互作用成為研究的熱門話題。對卟啉化合物與DNA結(jié)合模式的研究也有助于尋求卟啉化合物的生物活性及其與DNA的結(jié)合模式之間的關(guān)系。DNA與藥物分子等相互作用的研究，有助于人們了解某些藥物分子對DNA體內(nèi)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的影響以及由此引起的物種性變異、各種化合物與DNA間親和力的大小和化學(xué)核酸酶的作用機(jī)制等信息。
　　 本文

3、合成了具有優(yōu)良生物相容性和獨(dú)特吸附性的羥基磷灰石(HAp)，并制備了DNA納米羥基磷灰石修飾電極(dsDNA/HAp/GCE)，用表面電化學(xué)法研究了DNA與其它小分子的相互作用。論文主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：
　　 第一部分概述了DNA修飾電極制備方法的研究現(xiàn)狀及DNA修飾電極的研究意義和應(yīng)用。介紹了本論文的研究內(nèi)容及特點(diǎn)。
　　 第二部分介紹了HAp的制備及表征。HAp[Ca10(PO4)6(OH)2]是常用的骨修復(fù)

4、材料，其規(guī)則的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的多吸附位點(diǎn)使其在催化、蛋白質(zhì)分離等領(lǐng)域倍受矚目。本文采用共沉淀法與微乳液法方法，制備了納米HAp，并分析了在微乳液介質(zhì)中HAp的合成過程。
　　 第三部分研究了DNA與水溶性陽離子卟啉-三甲銨基苯基卟啉(TAPP)的相互作用及檢測DNA損傷。利用滴涂法將具有優(yōu)良生物相容性和獨(dú)特吸附性的HAp修飾在玻碳電極上形成納米薄膜。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該納米HAp薄膜能有效地將雙鏈DNA吸附于其表面。采用循環(huán)

5、伏安法和交流阻抗法系統(tǒng)研究了固定在HAp薄膜上的DNA與TAPP之間的相互作用并將此修飾電極用于檢測DNA損傷和測定卟啉類物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在50～250mV·s-1掃描速度范圍內(nèi)該電極反應(yīng)過程系表面吸附反應(yīng)控制；在pH值為3.7～9.1的區(qū)間內(nèi)，隨pH值增大，TAPP的氧化還原峰都發(fā)生正移，這表明TAPP在DNA修飾電極上的氧化還原過程不僅有電子參與，而且還有質(zhì)子參與；在pH=7.0的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中，隨溶液離子強(qiáng)度增大，

6、TAPP在DNA修飾電極上的表觀式量電位不斷正移，表明TAPP與DNA之間的相互作用主要是小溝槽的嵌入作用，二者可生成超分子化合物。根據(jù)Langmuir吸附公式，得出TAPP與DNA之間的結(jié)合常數(shù)為1.48×105mol.L-1。
　　 第四部分研究了維生素B12與DNA的相互作用。采用循環(huán)伏安法系統(tǒng)研究了維生素B12與DNA在pH=4.9的HAc-NaAc中相互作用的電化學(xué)行為，所得結(jié)論比溶液電化學(xué)法更具說服力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，

7、DNA的存在能導(dǎo)致維生素B12還原峰電流的降低。通過測定裸玻碳電極和DNA修飾電極的一些電化學(xué)參數(shù)，證明維生素B12與DNA在該實(shí)驗(yàn)條件下結(jié)合生成了一種非電活性的超分子化合物，并利用一系列方程求得該超分子化合物的組成為1:1，結(jié)合常數(shù)β=5.35×105mol.L-1。
　　 第五部分研究了DNA修飾電極對氯霉素的電催化作用。利用dsDNA/HAp/GCE對氯霉素的電催化作用，建立了對氯霉素含量進(jìn)行定量分析的一種電分析方法。在p

8、H=6.0的KH2PO4-Na2HPO4緩沖溶液和0.1mol.L.1 KCl溶液中，氯霉素的濃度在2.80×10-7～3.60×10-6mol.L-1范圍內(nèi)與峰電流呈良好的線性關(guān)系，線性回歸方程和線性相關(guān)系數(shù)分別為：ip(μA)=5.865+0.4784c(μmol.L-1),r=0.9942，檢測限可達(dá)1.35×10-7mol.L-1。利用該法對氯霉素滴眼液進(jìn)行定量分析，8次平行樣品分析結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3％，完全滿足定量分析的