基于特異性DNA酶和納米金檢測UO22+的電化學(xué)生物傳感器.pdf

1、DNA酶是一種具有高效催化活性和結(jié)構(gòu)識(shí)別能力的DNA分子。DNA酶的活性部位能從原子水平上區(qū)分底物，并催化類似反應(yīng)，因此常被用作信號(hào)轉(zhuǎn)化工具。納米金比表面積大，表面自由能高，納米金易于化學(xué)結(jié)合，顆粒表面可固定大量的信號(hào)分子；此外，良好的生物相容性，使納米金固定生物分子能夠有效的提高生物分子的活性，提高固定效果和生物傳感器的穩(wěn)定性。本研究結(jié)合 DNA酶對(duì)鈾酰離子的特異性識(shí)別作用和納米金，研制了兩種電化學(xué)生物傳感裝置，用于對(duì)溶液中鈾酰離子的

2、分析檢測。
　　本文第二章介紹了基于鈾酰離子特異性 DNA酶和[Ru(NH3)6]3+的無標(biāo)記電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建。本實(shí)驗(yàn)中，我們首先制作了dsDNA/AuNPs/HDT/Au電極，通過采用循環(huán)伏安法（CV）、電化學(xué)阻抗法（EIS）對(duì)傳感器的制備過程進(jìn)行了表征，通過差分脈沖伏安法（DPV）來檢測目標(biāo)物的含量，研究了DNA雜交和電極培育時(shí)間、pH等條件的影響，優(yōu)化了傳感表面構(gòu)建條件。為了進(jìn)一步說明經(jīng)納米金修飾的電極可以提高傳感器的

3、靈敏度，我們制作了對(duì)比電極dsDNA/Au，通過計(jì)算電極表面固定雙鏈 DNA的密度以及檢測目標(biāo)物，定量的說明了修飾納米金之后可以增加固定DNA的數(shù)量，因而提高了生物傳感器的靈敏度。[Ru(NH3)6]3+/dsDNA/AuNPs/HDT/Au電極的線性范圍為13 pM~0.15 nM，檢測限為5 pM。[Ru(NH3)6]3+/dsDNA/Au電極的線性范圍為0.13~1.27 nM，檢測限為0.13 nM。考察了Th4+、Fe3+、F

4、e2+、Hg2+、Cu2+、Co2+、Pb2+、Ca2+、Mg2+和Zn2+十種金屬離子對(duì)檢測結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)表明，在1.0 nM干擾離子存在時(shí)，檢測信號(hào)基本沒發(fā)生改變，說明該傳感器對(duì)鈾酰離子具有較高的選擇性。
　　本文第三章介紹了基于鈾酰離子特異性 DNA酶和納米金的高靈敏檢測鈾酰離子的電化學(xué)方法。首先在處理干凈的金電極表面修飾交聯(lián)劑1，6?己二硫醇，納米金通過金?硫鍵固定在金電極上，然后將兩條雜交并帶有巰基的雙鏈 DNA接到納

5、米金上構(gòu)成傳感表面；采用CV、EIS等電化學(xué)手段對(duì)傳感表面的制備過程進(jìn)行表征。制成的傳感器用DPV檢測鈾酰離子的濃度，峰電流隨著鈾酰離子的濃度增加而增加。實(shí)驗(yàn)表明，在22 pM~0.13 nM的范圍內(nèi)可對(duì)UO22+進(jìn)行定量檢測，線性方程為I/μA=?21.5?196.9 C/nM，相關(guān)性系數(shù)R=0.994，（其中I和C分別代表峰電流和鈾酰離子的濃度），檢測限為12 pM。采用濃度為1 nM的Th4+, Fe3+, Fe2+, Hg2+,