本文關(guān)鍵詞：汞離子檢測(cè)的電化學(xué)DNA傳感器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),水環(huán)境重金屬污染日益嚴(yán)重,給人類和環(huán)境造成了巨大的危害。重金屬污染的治理十分困難,應(yīng)防范于未然。因此,對(duì)水環(huán)境重金屬離子的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刻不容緩,對(duì)環(huán)境保護(hù)、健康醫(yī)療、食品監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有著重要的意義。隨著微電子集成工藝及DNA分子技術(shù)的發(fā)展,新型的可用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)分析的重金屬傳感器受到人們的重視。本文基于電化學(xué)原理,構(gòu)建了三種重金屬傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)汞離子的檢測(cè)。結(jié)合交流阻抗分析技術(shù)及T-Hg2+-T錯(cuò)配原理,構(gòu)建了兩種用于檢測(cè)汞離子的電化學(xué)DNA傳感器,具有檢出限低,靈敏度高,重復(fù)性較好等優(yōu)點(diǎn)�；谖㈦娮蛹庸すに�,構(gòu)建了一種基于微電極陣列的電化學(xué)傳感器,采用差分脈沖溶出伏安法實(shí)現(xiàn)對(duì)汞離子濃度的定量分析。本文主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下：1、設(shè)計(jì)檢測(cè)汞離子的雜交型DNA傳感器深入研究了雜交型DNA傳感器的設(shè)計(jì)方法,通過(guò)將一端修飾巰基的DNA固定鏈自組裝到金電極表面,再與DNA探針鏈雜交,基于T-Hg2+.T錯(cuò)配與DNA雜交原理,采用電化學(xué)阻抗法實(shí)現(xiàn)對(duì)汞離子的檢測(cè)。由于探針鏈富含胸腺嘧啶,能與汞離子特異性結(jié)合形成T-Hg2+.T錯(cuò)配結(jié)構(gòu)并與固定鏈分離,引起電化學(xué)信號(hào)的改變。通過(guò)對(duì)ssDNA固定時(shí)間、MCH封閉條件及雜交溫度等實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化,不僅縮短了檢測(cè)時(shí)間,還提高了ssDNA固定的效果和檢測(cè)汞離子的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該傳感器的最低檢出限0.2nM,線性范圍為1.10nM。該傳感器的特點(diǎn)是利用DNA雜交和T-Hg2+-T錯(cuò)配原理,實(shí)現(xiàn)了對(duì)汞離子的高靈敏度檢測(cè)。2、構(gòu)建檢測(cè)汞離子的“發(fā)卡型”單鏈DNA傳感器深入研究發(fā)卡型單鏈DNA傳感器的設(shè)計(jì)方法,通過(guò)將富含胸腺嘧啶的DNA單鏈固定到金電極表面,DNA鏈通過(guò)T-Hg2+-T錯(cuò)配形成發(fā)卡結(jié)構(gòu),結(jié)合電化學(xué)阻抗分析技術(shù),可檢測(cè)到由DNA結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致的電化學(xué)信號(hào)的改變。研究并改進(jìn)了DNA共固定的條件,優(yōu)化了共固定中DNA與MCH的混合比例,實(shí)現(xiàn)對(duì)Hg離子的定量檢測(cè)。該傳感器的最低檢出限0.4nM,線性范圍為2-10nM,具有較好的重復(fù)性。3、探索了一種基于微電極陣列的汞離子檢測(cè)的電化學(xué)傳感器基于微電子加工技術(shù),構(gòu)建了一種基于微電極陣列的三電極電化學(xué)重金屬傳感器。該傳感器主要由金微電極陣列、銀電極和鉑電極組成。將金微電極陣列作為工作電極,鉑電極作為對(duì)電極,銀電極進(jìn)一步加工作為參比電極,結(jié)合差分脈沖溶出伏安法,實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬汞離子的定量檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的微電極陣列可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬汞離子的高靈敏度檢測(cè)。若進(jìn)一步結(jié)合DNA等生物材料,有望實(shí)現(xiàn)更高的特異性和更低的檢出限,從而實(shí)現(xiàn)痕量汞離子檢出的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：重金屬汞離子檢測(cè) DNA電化學(xué)生物傳感器 微電極陣列電化學(xué)傳感器 T-Hg~(2+)-T錯(cuò)配
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.2;R114
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 重金屬的危害及檢測(cè)的意義12-14
• 1.1.1 水環(huán)境重金屬污染12-13
• 1.1.2 重金屬檢測(cè)的意義13
• 1.1.3 重金屬檢測(cè)的現(xiàn)狀13-14
• 1.2 重金屬傳感器的研究進(jìn)展14-18
• 1.2.1 傳感器的分類14
• 1.2.2 重金屬傳感器的研究進(jìn)展14-18
• 1.3 DNA生物傳感器的研究進(jìn)展18-24
• 1.3.1 DNA熒光傳感器19-20
• 1.3.2 DNA比色傳感器20-21
• 1.3.3 DNA電化學(xué)傳感器21-24
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容24
• 1.5 本章小結(jié)24-26
• 第2章 電化學(xué)分析及DNA傳感器構(gòu)建方法26-42
• 2.1 引言26
• 2.2 電分析化學(xué)的理論基礎(chǔ)26-30
• 2.2.1 電極過(guò)程26-27
• 2.2.2 法拉第定律27
• 2.2.3 電流強(qiáng)度與電化學(xué)反應(yīng)速率27-28
• 2.2.4 平衡電勢(shì)與能斯特方程28-29
• 2.2.5 雙層模型29-30
• 2.3 基于三電極體系的電化學(xué)檢測(cè)30-34
• 2.3.1 脈沖伏安法30-32
• 2.3.2 溶出伏安法32
• 2.3.3 交流阻抗法32-34
• 2.4 DNA傳感器的構(gòu)建方法34-39
• 2.4.1 DNA結(jié)構(gòu)和復(fù)制34-35
• 2.4.2 DNA分子變性與復(fù)性35-36
• 2.4.3 DNA分子雜交36-37
• 2.4.4 DNA與重金屬汞離子的特異性結(jié)合37
• 2.4.5 DNA的固定37-38
• 2.4.6 DNA探針的標(biāo)記38
• 2.4.7 寡核苷酸序列的設(shè)計(jì)原則38-39
• 2.5 傳感器檢測(cè)及性能表征39-41
• 2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和標(biāo)準(zhǔn)加入法39
• 2.5.2 線性范圍和靈敏度39-40
• 2.5.3 檢出限和定量限40
• 2.5.4 誤差和重復(fù)性40-41
• 2.6 本章小結(jié)41-42
• 第3章 雜交型DNA電化學(xué)傳感器42-56
• 3.1 雜交型DNA傳感器的原理42-43
• 3.2 DNA傳感器的制備43-50
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和材料43-44
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法和步驟44-50
• 3.3 實(shí)驗(yàn)優(yōu)化50-54
• 3.3.1 DNA固定時(shí)間的優(yōu)化50-52
• 3.3.2 雜交溫度的優(yōu)化52
• 3.3.3 預(yù)固定、共固定與后固定的對(duì)比52-54
• 3.4 汞離子檢測(cè)結(jié)果54-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 第4章 發(fā)卡型單鏈DNA傳感器56-64
• 4.1 發(fā)卡型單鏈DNA傳感器的原理56
• 4.2 實(shí)驗(yàn)優(yōu)化56-59
• 4.2.1 預(yù)固定法中MCH封閉時(shí)間的優(yōu)化56-58
• 4.2.2 共固定方法中的ssDNA與MCH比例的優(yōu)化58-59
• 4.3 汞離子檢測(cè)結(jié)果59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第5章 三電極電化學(xué)傳感的研究64-74
• 5.1 微電極64-65
• 5.1.1 微電極特性64
• 5.1.2 微電極陣列的優(yōu)點(diǎn)64-65
• 5.2 MEA芯片設(shè)計(jì)65-67
• 5.3 微電極制備工藝及制造流程67-73
• 5.3.1 微電極陣列的加工流程67-68
• 5.3.2 參比電極68
• 5.3.3 工作電極的活化和表征68-70
• 5.3.4 富集電位與時(shí)間優(yōu)化70-71
• 5.3.5 差分脈沖溶出伏安法檢測(cè)汞離子71-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第6章 總結(jié)和展望74-77
• 6.1 本文內(nèi)容總結(jié)74-75
• 6.2 課題研究展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 作者簡(jiǎn)介80
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果80-82
• 致謝82

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 MA Wen li;DNA Diagnosis and Gene Therapy:Advances and Prospects in the 21st Century[J];深圳大學(xué)學(xué)報(bào);2000年04期

2 葛學(xué)銘,陸應(yīng)麟,付生法,范文紅,劉爽;A NOVEL HUMAN DNA SEQUENCE WITH TUMOR METASTASIS SUPPRESSIVE ACTIVITY[J];Chinese Journal of Cancer Research;2000年02期

3 曹暉,劉玉萍,小松かつ子,畢培曦,邵鵬柱;DNA Molecular Profiling:A New Approach to Quality Control of Chinese Drugs[J];Chinese Journal of Integrated Traditional and Western Medicine;2000年01期

4 ;DNA REPAIR CAPACITY IN LUNG CANCER PATIENTS[J];癌變.畸變.突變;2001年04期

5 黃力拉,朱剛勁;被拐賣及失蹤兒童采血驗(yàn)DNA前的心理問(wèn)題及對(duì)策[J];齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2001年03期

6 安小惠 ,王一理 ,來(lái)寶長(zhǎng) ,耿一萍 ,司履生;CONSTRUCTION OF HUMAN INTERLUEKIN-18 DNA VACCINE AND IT'S EXPRESSION IN MAMMALIAN CELLS[J];Journal of Xi'an Medical University;2001年02期

7 ;A Study of PCR with DNA Extracted from Single Cell Isolated from Histological Sections[J];遵義醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2001年01期

8 王軍陽(yáng),范桂香,勝利,袁育康;THE CONSTRUCTION AND PRELIMINARY APPRAISEMENT OF HSV-2 gD GENE DNA VACCINE[J];Academic Journal of Xi'an Jiaotong University;2002年02期

9 董菁 ,成軍 ,王勤環(huán) ,施雙雙 ,王剛 ,斯崇文;CLONING AND ANALYSIS OF THE GENOMIC DNA SEQUENCE OF AUGMENTER OF LIVERR EGENERATION FROM RAT[J];Chinese Medical Sciences Journal;2002年02期

10 ;Real time observation of the photocleavage of single DNA molecules[J];Chinese Science Bulletin;2003年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 Michael J.Siefkes;Cory O.Brant;Ronald B.Walter;;A novel real-time XL-PCR for DNA damage detection[A];漁業(yè)科技創(chuàng)新與發(fā)展方式轉(zhuǎn)變——2011年中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 ;Hormonal Regulation and Tumorigenic Role of DNA Methyltransferase[A];2011中國(guó)婦產(chǎn)科學(xué)術(shù)會(huì)議暨浙江省計(jì)劃生育與生殖醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)暨生殖健康講習(xí)班論文匯編[C];2011年

3 Dongmei Zhao;Fan Jin;Yuli Qian;Hefeng Huang;;Expression patterns of Dnmtl and Dnmt3b in preimplantational mouse embryos and effects of in-vitro cultures on their expression[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國(guó)婦產(chǎn)科學(xué)術(shù)會(huì)議婦科內(nèi)分泌會(huì)場(chǎng)（婦科內(nèi)分泌學(xué)組、絕經(jīng)學(xué)組、計(jì)劃生育學(xué)組）論文匯編[C];2012年

4 姜東成;蔣稼歡;楊力;蔡紹皙;K.-L.Paul Sung;;在聚吡咯微點(diǎn)致動(dòng)下的DNA雜交行為[A];2008年全國(guó)生物流變學(xué)與生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2008年

5 白明慧;翁小成;周翔;;聯(lián)鄰苯二酚類小分子作為DNA交聯(lián)劑的研究[A];第六屆全國(guó)化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

6 張曄;杜智;楊斌;高英堂;;檢測(cè)外周血中游離DNA的應(yīng)用前景(綜述)[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨首屆生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會(huì)論文集[C];2009年

7 周紅;鄭江;王良喜;丁國(guó)富;魯永玲;潘文東;羅平;肖光夏;;CpG DNA誘導(dǎo)全身炎癥反應(yīng)綜合征的作用及其機(jī)制研究[A];全國(guó)燒傷創(chuàng)面處理、感染專題研討會(huì)論文匯編[C];2004年

8 ;EFFECTS OF Ku70-DEFICIENT ON ARSENITE-INDUCED DNA DOUBLE STRAND BREAKS, CHROMOSOMAL ALTERATIONS AND CELL CYCLE ARREST[A];海峽兩岸第三屆毒理學(xué)研討會(huì)論文摘要[C];2005年

9 李經(jīng)建;冀中華;蔡生民;;小溝結(jié)合方式中的DNA媒介電荷轉(zhuǎn)移[A];第十三次全國(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（下集）[C];2005年

10 ;The interaction between Levofloxacine Hydrochloride and DNA mediated by Cu~(2+)[A];湖北省化學(xué)化工學(xué)會(huì)2006年年會(huì)暨循環(huán)經(jīng)濟(jì)專家論壇論文集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者 袁滿;平安：把“領(lǐng)先”作為DNA[N];經(jīng)濟(jì)觀察報(bào);2006年

2 舒放;編織一個(gè)DNA納米桶[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2006年

3 閆潔;英兩無(wú)罪公民起訴要求銷毀DNA記錄[N];新華每日電訊;2008年

4 何德功;日本制成診斷魚病的“DNA書”[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2004年

5 本報(bào)記者 張巍巍;DNA樣本也能作假[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

6 周斌偉　鄒巍;蘇州警方應(yīng)用DNA技術(shù)一年偵破案件1887起[N];人民公安報(bào);2011年

7 本報(bào)記者 楊天笑;揭秘“神探”DNA[N];蘇州日?qǐng)?bào);2011年

8 第四軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室教授 李福洋;破除法老DNA的咒語(yǔ)[N];東方早報(bào);2011年

9 常麗君;DNA電路可檢測(cè)導(dǎo)致疾病的基因損傷[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

10 常麗君;效率和質(zhì)量：“DNA制造業(yè)”兩大障礙被攻克[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 唐陽(yáng);基于質(zhì)譜技術(shù)的基因組DNA甲基化及其氧化衍生物分析[D];武漢大學(xué);2014年

2 池晴佳;DNA動(dòng)力學(xué)與彈性性質(zhì)研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 胡璐璐;哺乳動(dòng)物DNA去甲基化過(guò)程關(guān)鍵酶TET2的三維結(jié)構(gòu)與P暬蒲芯縖D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 馬寅洲;基于滾環(huán)擴(kuò)增的DNA自組裝技術(shù)的研究[D];南京大學(xué);2014年

5 黃學(xué)鋒;精子DNA碎片的臨床意義：臨床和實(shí)驗(yàn)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

6 隋江東;APE1促進(jìn)DNA-PKcs介導(dǎo)hnRNPA1磷酸化及其在有絲分裂期端粒保護(hù)中的作用[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2015年

7 劉松柏;結(jié)構(gòu)特異性核酸酶FEN1在DNA復(fù)制及細(xì)胞周期過(guò)程中的功能性研究[D];浙江大學(xué);2015年

8 王璐;哺乳動(dòng)物中親本DNA甲基化的重編程與繼承[D];中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所;2015年

9 齊文靖;染色質(zhì)改構(gòu)蛋白BRG1在DNA雙鏈斷裂修復(fù)中的作用及機(jī)制研究[D];東北師范大學(xué);2015年

10 龍湍;水稻T-DNA插入突變?nèi)后w側(cè)翼序列的分離分析和OsaTRZ2的克隆與功能鑒定[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 董洪奎;面向可視化納米操作的DNA運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及誤差實(shí)時(shí)校正方法[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2014年

2 聞金燕;水溶性羧基和吡啶基咔咯大環(huán)與DNA和人血清蛋白的相互作用[D];華南理工大學(xué);2015年

3 江懌雨;水溶性羧酸卟啉及其配合物與DNA和人血清蛋白的相互作用[D];華南理工大學(xué);2015年

4 高志森;比較外周游離循環(huán)腫瘤DNA與癌胚抗原監(jiān)測(cè)非小細(xì)胞肺癌根治術(shù)前后腫瘤負(fù)荷變化的初步研究[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

5 丁浩;血漿循環(huán)DNA完整性及多基因甲基化對(duì)肺癌診斷價(jià)值的研究[D];河北大學(xué);2015年

6 王鵬;基于碳點(diǎn)@氧化石墨烯復(fù)合材料DNA生物傳感器的構(gòu)建及用于PML/RARα基因檢測(cè)[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

7 李海青;轉(zhuǎn)堿篷和鹽角草總DNA的耐鹽紫花苜蓿的選育[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

8 李婷婷;小鼠DNA模式識(shí)別重要受體的分子結(jié)構(gòu)特征及其功能研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

9 劉瑞斯;抗癌藥物奧沙利鉑與DNA相互作用的原子力顯微鏡觀察研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

10 熊忠;芳香二肽與一價(jià)金屬離子間相互作用及DNA切割活性的研究[D];鄭州大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：汞離子檢測(cè)的電化學(xué)DNA傳感器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：375092