基于目标响应结构与表面诱导延伸放大的电化学基因传感器(2)

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2.1 引言 14

2.2 基于目标响应结构和末端延伸放大的传感器的研究路线 16

2.3 探针设计 16

3 基于目标响应结构和末端延伸放大的电化学DNA传感器的制备 18

3.1 实验仪器及实验试剂 18

3.2 实验中溶液的配制 19

3.3 实验步骤 19

4 基于目标响应结构和末端延伸放大的电化学DNA传感器的性能研究 22

4.1 循环伏安图和时间电流曲线 22

4.2 捕获探针组装密度探索 23

4.3 信号探针浓度优化 24

4.4 目标DNA标准浓度曲线 25

4.5 专一性检测 26

4.6 实验讨论 27

结论 29

致谢 30

参考文献 31

1 绪论

生物传感器是指以生物活性物质为识别元件的传感器。生物传感器利用生物活性物质的特异选择性对目标物质进行选择性识别，并且利用换能器将识别过程转变为可检测的信号。换能器有光学、声学、电化学、压电、热学等不同的检测原理。目标物与DNA进行特异性识别，并将识别过程转变为电化学信号的传感器就是电化学DNA传感器。DNA是生物体的遗传物质，每一种生物都有特异性的遗传物质；电化学分析仪简单易携，成本较低，适用于微型化和规模化，所以电化学DNA传感器在疾病检测、病毒检测、物种鉴定、环境监测甚至犯罪侦查等可以通过检测DNA进行检测、鉴定的领域有着诱人的应用前景。而在这几十年里，电化学DNA传感器的研究也有了飞速的发展，检测灵敏度、特异性、选择性等方面的性能一直都在提高。论文网

1.1 电化学DNA传感器的工作原理

电化学DNA传感器的工作原理是通过识别元件DNA特异性识别目标DNA并与发生杂交反应，将杂交反应过程转变为可以测量的电化学信号。电化学传感器中，作为识别元件的DNA分子一般成为捕获探针。捕获探针是一段人工设计和合成的特异性DNA片段，长度在十几到上千个碱基之间，太短特异性就不好，而太长则杂交效率低。将杂交过程转变为电化学信号的变化有以下几种方式：（1）运用杂交前后DNA分子结构的变化，某些电化学活性物质对双链DNA和单链DNA有不同的结合能力，根据这种差异将杂交过程的变化转变为电化学信号。（2）在目标DNA与探针杂交后引入信号探针，信号探针上标记电化学活性物质或具有催化作用的酶，从而在杂交过程中产生电化学信号。（3）在特殊结构的捕获探针上标记上氧化还原标记物或者能催化氧化还原反应的酶，杂交过程改变捕获探针的结构，同时也就改变了标记物或酶与电极表面的距离和活性，从而引起电化学信号的改变。不同的检测策略有着不同的性能，有的具有很高的检测灵敏度和专一性。电化学传感器的工作原理如图1.1所示[1]。

电化学传感器工作原理