基于鳥嘌呤損傷的新型抗氧劑電化學(xué)生物傳感器.pdf

1、DNA(脫氧核糖核酸)，是絕大多數(shù)生物遺傳信息的基礎(chǔ)，在生物細(xì)胞中起著至關(guān)重要的作用。DNA主要由鳥嘌呤(G)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四種堿基構(gòu)成。雖然DNA具有相對的穩(wěn)定性，但是在生物體的整個成長過程中，易受到各種環(huán)境壓力的影響而受損傷（如某些物理或化學(xué)因素的影響），從而導(dǎo)致癌癥和畸變的產(chǎn)生。DNA的損傷形式有多種，主要包括鏈的斷裂、堿基對的釋放、堿基對錯配與丟失以及形成堿基加合物等多種形式。鳥嘌呤是四個堿基中最容

2、易被氧化損傷的，因為它的氧化電位最低并且與過渡金屬離子的結(jié)合能力很強，其氧化產(chǎn)物8-羥基鳥嘌呤的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，是DNA氧化損傷的重要生物標(biāo)志物。因此，研究活性氧（ROS）所致鳥嘌呤氧化損傷以及抗氧劑清除活性氧的作用機理能夠讓我們更好地了解DNA的氧化損傷及抗氧機理，對于了解生物體的基本代謝過程以及人體疾病的防控具有十分重要的意義。
　　本文通過恒電位沉積法、滴涂法對玻碳電極(GCE)表面進行修飾，構(gòu)建了兩種用于研究鳥嘌呤損傷及

3、抗氧劑抗氧化活性的新型電化學(xué)生物傳感器，以鳥嘌呤自身的電化學(xué)信號變化為指示信號，直接檢測鳥嘌呤的損傷情況及六種抗氧劑的抗氧化活性。研究內(nèi)容如下：
　　1.以鳥嘌呤為修飾劑，通過恒電位沉積技術(shù)制作了鳥嘌呤修飾電極(G/GCE)。以獲得鳥嘌呤的最大響應(yīng)電流為目的，研究了影響鳥嘌呤修飾電極的制備因素，采用方波伏安法(SWV)考察了檢測液pH值、鳥嘌呤用量、活化時間以及電位沉積時間對鳥嘌呤氧化峰電流的影響。實驗結(jié)果表明4 mg/L鳥嘌呤在

4、pH=3.3的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中的氧化峰電流最大。
　　2.采用恒電位沉積技術(shù)將鳥嘌呤沉積于活化后的玻碳電極(GCE)表面，制備了基于鳥嘌呤損傷的抗氧劑電化學(xué)生物傳感器。將修飾電極浸入到LiFePO4/HCl/K2S2O8體系中，LiFePO4首先與HCl反應(yīng)產(chǎn)生Fe2+，F(xiàn)e2+進一步與S2O82-反應(yīng)產(chǎn)生硫酸根自由基(SO42-)，最后SO42-進攻修飾在玻碳電極上的鳥嘌呤，并氧化損傷鳥嘌呤。通過方波伏安法直接檢測鳥嘌

5、呤損傷前后電化學(xué)信號的變化來研究鳥嘌呤的損傷程度及四種抗氧劑（抗壞血酸、白藜蘆醇、焦性沒食子酸、香草酸）的抗氧化活性。實驗結(jié)果表明：SO42-的確能夠氧化損傷鳥嘌呤，當(dāng)加入四種不同的抗氧劑時，它們都各自表現(xiàn)出不同的抗氧化活性，其順序為：抗壞血酸>白藜蘆醇>香草酸>焦性沒食子酸。該生物傳感器具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。
　　3.采用恒電位沉積法將鳥嘌呤沉積于活化后的玻碳電極(GCE)表面,然后在鳥嘌呤修飾電極外層,依次滴涂用聚二烯丙基

6、二甲基氯化銨(PDDA)分散的Fe@Fe2O3核殼納米項鏈、葡萄糖氧化酶（GOX）,構(gòu)建了用于鳥嘌呤損傷及抗氧劑抗氧化活性研究的電化學(xué)生物傳感器。將修飾電極浸入到葡萄糖溶液中,葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下，與溶解O2反應(yīng)生成H2O2，生成的H2O2與在微酸性條件下由Fe@Fe2O3核殼納米項鏈釋放出來的Fe2+進一步反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(·OH)并原位氧化損傷膜內(nèi)的鳥嘌呤。當(dāng)向損傷體系中分別加入五種抗氧劑（抗壞血酸、白藜蘆醇、焦性沒食

7、子酸、咖啡酸、香豆酸）時,膜內(nèi)鳥嘌呤的損傷程度明顯降低。試驗以鳥嘌呤自身的方波伏安電流變化為指示信號,研究了鳥嘌呤的損傷程度及五種抗氧劑清除·OH的能力。同時比較了五種抗氧劑的抗氧化活性以及它們各自的濃度與鳥嘌呤氧化信號的線性關(guān)系。研究表明五種抗氧劑均能有效的清除膜內(nèi)產(chǎn)生的·OH，抑制鳥嘌呤的損傷。在一定的抗氧劑濃度范圍內(nèi)，鳥嘌呤的氧化峰電流呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。該傳感器具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，在快速評價抗氧劑清除自由基的能力方面具有重