DNA电化学传感器..doc

DNA电化学传感器. DNA电化学传感器. PAGE / NUMPAGES DNA电化学传感器. DNA 电化学传感器 DNA 的剖析对临床医学和遗传工程的研究拥有深远的意义和应用价值，已逐 渐成为分子生物学 , 生物技术和临床医学研究的重要领域 . 此中电化学 DNA 传感器依赖生物体内物质间独有的亲协力迅速、直接获得复杂系统构成信息，拥有选择性 好、种类多、测试花费低及合适联机化的长处，又有电剖析化学的不损坏测试系统、不受颜色影响和简易的特色，能宽泛应用于医疗、工业生产、环境监测等领域，已倍受喜爱 . 电化学 DNA 传感器的种类好多 , 详细和种类的优弊端以下表所示 : 最早的电化学 DNA 传感器是利用 DNA 的直接电化学检测的 , 但因为碱基 (G,C 氧化过电位比较大 , 很难适用 . 以后多利用间接的方法来实现 DNA 的电化学检测 , 基来源理如图 1 所示，即依据杂交前后杂交指示剂嵌入的量不一样，从而产生与剖析 物浓度有关的电化学信号，实现目标物的检测 . 图 1 电化学 DNA 传感器构造表示图 接着为了提升敏捷度与选择性，好多研究者利用酶及纳米粒子 , 量子点的放大效应，来知足低浓度的检测 , 如图 2 所示 , 就是 利用典型的建立 DNA 传感器的 ”三明治构造 ”与纳米 Pt 的高效电化学催化性质来实 现 DNA 的低浓度检测 . Kurt V. Gothelf 等就利用了 PdS,CdS与 ZnS 量子点实现了 DNA 的 fM 级检测 , 如图 3所示:第一 图 3.C1,2,3:capture DNA; r1,2,3:report DNA ;B: C1,2,3 都存在 ; D: 仅 C3@Au WE:汞膜玻碳电极 (同为镀汞 ;RE:Ag/AgCl; CE: Pt 在金基底上自组装 5-SH- C1,2,3 并用 MCH 来惰化活性位点 , 接着与固载了 5-SH-r1,2,3 的 PdS,CdS, ZnS量子点退火杂交 , 经完全清洗后 , 金基底上间接固载的金属硫化物纳米颗粒用 0.10M HNO3 溶解下来 , 再利用阳极溶出伏安法 (ASV 的溶出峰 (如图 2 B 能很好的分别 来定性 (电位 与定量 (电流 检测这些溶解的金属离子 . 可 以利用此装置才检测 target 3, 如图 4 所示 :target 3与 r3 有 20bases互补 , 而 C3 与 r3 只有 15bases互补 , 故可利用前者杂交结协力的竞争优势 (将已与 C3 杂交的 PbS 竞争下来离开金基底 —Pd 的 ASV 信号降低 来实现 target 3的检测 . 图 5 就反应了 target 3加入前后 Pd 图 4. 竞争检测 DNA target 3 图 5. 竞争前后 Pb 的 ASV 与 nano-PdS@Au的 AFM 图 的 ASV 信号降低的状况及竞争前后金基底上同样地区 PdS 纳米粒子的减少状况 . 图 6 就是不一样浓度的 target3 时 ,Pd 与 Cd 的电流比值状况 , 明显这是属于 ”signal off 类”型的电化学 DNA 传感器 , 可是因为此方法中有一 ”内标 — CdS ”所,以能够利 用 Pd 与内标 Cd 的信号比值来反响 target 3的多少 , 从而除去了惯例 ”signal off 型 ” 传感器的弊端 . 图 6. 竞争检测 不一样浓度的 target 3 此外 Joseph Wang等也利用相像的原理实现了多个 和构造如图 7,8 所示 :  DNA  序列的同时检测  , 原理 图 7. 利用不一样的纳米晶追踪者检测多个目标  DNA  图 8.SWASV of the metal traces 除了上边的利用纳米粒子的电化学来间接检测  DNA  外 , 还有一类研究许多的 电化学 DNA 传感器就是利用被标志 (如 MB,FC 等电活性物质 的 DNA 做 report 序列 , 依据其或 probe 与 target 作用前后 , 电活性分子电信号的变化来反响 target 的量 . 如图 9 所示 :target3入以前 ,MB-report 2 与 probe 1一端杂交 , 使得 MB 离电极较远 , 电信号弱 , 当 target 3加入后杂交碱基数多 , 占优势 ,1 与 2 变解旋 , 使得 MB 离电极很 近 , 发生电子转移简单 , 电信号增添 , 明显这是一个 ” signal-on”的 DNA 电化学传感器 , 比 ” signal-off ”型占优势 , 作者发现此 图 9. signal-on DNA sensor 图 10. 不一样浓度的 target 3与 mismatched