本文選題：電化學(xué)阻抗傳感器　切入點：人端粒DNA　出處：《延安大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：癌癥是人類如今無法抗衡的嚴(yán)重疾病之一,它對人類的健康和生命構(gòu)成了極大威脅,全世界每年約有700萬人患惡性腫瘤疾病,其中約三分之二死于癌癥。隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,人類對各種疾病愈加熟悉,進(jìn)而對其肆虐人類進(jìn)行有效的控制。自從人類基因組計劃的實施,人們從基因的水平去了解、認(rèn)識疾病,使解讀基因?qū)θ祟惿喜∷烙辛诵碌耐黄�。若能提高早期檢測惡性腫瘤疾病診斷的方法,則可以使大約80%-90%的癌癥患者得到確診并且能在早期治療。據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示,癌癥患者如果在病發(fā)前期發(fā)現(xiàn),則其治愈率會明顯上升。因此,早期腫瘤檢測、診斷已成為科學(xué)工作者研究和突破的熱門課題之一。雙鏈、長鏈高分子聚合物DNA是遺傳信息和傳遞信息的載體,是人類打開生命奧秘和防病治病的關(guān)鍵。電化學(xué)阻抗感器作為免疫檢測和核酸檢測的重要工具之一,有著廣泛的應(yīng)用前景。納米材料(如金納米、石墨烯、碳納米管等材料)的出現(xiàn)為分析化學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用打開了新的領(lǐng)域。基于納米材料的各種優(yōu)點,納米材料為人類各種疾病的診斷提供了新技術(shù),使以前由于信號太弱或太低而得不到檢測的被檢測物,現(xiàn)在可以利用納米材料所具有放大信號的功能,彌補(bǔ)以上的不足。以此不僅提高了電化學(xué)技術(shù)檢測的靈敏度,而且擴(kuò)大了納米材料的應(yīng)用范圍,為分析化學(xué)開辟了新的領(lǐng)域。本論文研究目的主要是構(gòu)建以納米材料為電極修飾界面,應(yīng)用新型DNA電化學(xué)阻抗傳感器對人端粒DNA和乳腺癌DNA特定序列的定量分析、樣品檢測以及與完全互補(bǔ)堿基DNA鏈、三堿基錯配DNA鏈、單堿基錯配DNA鏈進(jìn)行快速、靈敏和準(zhǔn)確的識別測定。DNA電化學(xué)阻抗傳感器利用物理吸附法和電化學(xué)沉積法將金納米粒子、石墨烯、碳納米管等納米材料修飾到基體電極表面,使其作為電極修飾材料和DNA載體,既放大了基因檢測信號,又提高了檢測靈敏度;利用電化學(xué)交流阻抗技術(shù),對所構(gòu)建的非標(biāo)記型DNA電化學(xué)阻抗傳感器進(jìn)行定量測定。以下為本文的主要研究內(nèi)容:1.利用納米金-nafion修飾金電極檢測人端粒dna,構(gòu)建電化學(xué)阻抗傳感器。將納米金與nafion混合超聲得到納米金-nafion納米材料,將此納米材料滴涂于金電極表面獲得納米金-nafion修飾電極。再將探針人端粒ssdna滴涂在修飾電極上制備電化學(xué)阻抗傳感器。采用掃描顯微鏡(sem)對納米材料的形貌進(jìn)行了表征,同時利用循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗法對傳感器進(jìn)行了表征及目標(biāo)人端粒dna的定量測定。在最優(yōu)化實驗條件下,電化學(xué)阻抗傳感器響應(yīng)信號(?rt)與目標(biāo)人端粒dna濃度的對數(shù)(lgc)在0.001~1.0nmol/l范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系。檢出限為3.0pmol/l。通過對0.5nmol/l的目標(biāo)人端粒dna7次平行測定,得出相對標(biāo)準(zhǔn)偏差rsd為3.5%。該傳感器檢測線性范圍寬、靈敏高、無需標(biāo)記,可用于dna的檢測分析。2.以碳納米管(multi-walledcarbonnanotubes-nafion)和納米金(goldnanoparticles)為修飾劑修飾金電極表面,探究了人端粒dna的電化學(xué)行為。首先將multi-walledcarbonnanotubes分散在0.1%(w:w)nafion溶液中,并將所得溶液滴涂于金電極表面,再將goldnanoparticles電化學(xué)沉積到multi-walledcarbonnanotubes-nafion修飾電極表面,接著將探針人端粒dna固定在上述所制備好的goldnanoparticles/multi-walledcarbonnanotubes-nafion修飾電極表面,獲得人端粒dna傳感器。通過sem對goldnanoparticles/multi-walledcarbonnanotubes-nafion納米材料形貌表征,說明multi-walledcarbonnanotubes-nafion和goldnanoparticles修飾成功。由循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗法對dna傳感器制備過程及目標(biāo)人端粒dna表征和定量測定。實驗對goldnanoparticles沉積時間、dna固定時間、雜交時間和雜交溫度進(jìn)行了優(yōu)化。在確定實驗條件下,將該傳感器用于對人端粒dna的檢測,結(jié)果是目標(biāo)人端粒dna的線性范圍:1.0×10-13~5.0×10-11mol/l,檢出限(s/n=3)為2.5×10-14mol/l。以multi-walledcarbonnanotubes-nafion和goldnanoparticles為修飾劑,顯著提高了dna的檢測范圍和靈敏度。3.構(gòu)建以不同電化學(xué)探針鐵氰化鉀平衡電對(k3[fe(cn)6]/k4[fe(cn)6])、亞甲基藍(lán)(mb)和六氨合釕([ru(nh3)6]3+)分別檢測乳腺癌dna的新方法。首先乳腺癌ssdna通過吸附作用固定于goldnanoparticles/multi-walledcarbonnanotubes-nafion修飾金電極表面,制備dna電化學(xué)傳感器。采用循環(huán)伏安法(cv)、電化學(xué)阻抗法(EIS)和微分脈沖法(DPV),對DNA電化學(xué)阻抗傳感器進(jìn)行表征和定量分析。實驗結(jié)果表明,在5 mmol/LK3[Fe(CN)6]-5 mmol/LK4[Fe(CN)6]平衡電對檢測液中,乳腺癌DNA的線性范圍是0.1 nmol/L?500.0 nmol/L,線性方程為??(??)=16.34logc(mol/L)+174.12,相關(guān)系數(shù)為0.9980,其檢出限為0.03 nmol/L(S/N=3)。以20μmol/L亞甲基藍(lán)為電化學(xué)探針檢測液時,乳腺癌DNA的線性范圍是1.0?500.0nmol/L,線性方程為??(??)=17.80logc(mol/L)+172.95,相關(guān)系數(shù)為0.9960,檢出限為0.3 nmol/L(S/N=3)。利用50μmol/L六氨合釕電化學(xué)探針檢測,乳腺癌DNA的線性范圍是1.0?500.0 nmol/L,線性方程為??(??)=19.57 logc(mol/L)+196.48,相關(guān)系數(shù)為0.9960,檢出限為0.3 nmol/L(S/N=3)。3種電化學(xué)探針中,利用鐵氰化鉀平衡電對探針檢測乳腺癌DNA的檢出限最低,線性范圍最寬。靈敏度最好的是六氨合釕。4.利用Multi-walled carbon nanotubes-Nafion和Gold Nanoparticles修飾金電極構(gòu)建了簡單地、靈敏地檢測乳腺癌DNA。首先將Multi-walled carbon nanotube分散于0.1%(w:w)Nafion溶液中,并將所得溶液滴涂在金電極表面,再將納米金電化學(xué)沉積到Multi-walled carbon nanotube-Nafion修飾電極表面,探針乳腺癌DNA通過金電極與巰基的作用自組裝于修飾電極表面制得DNA傳感器。以六氨和釕為檢測液用計時庫侖法對DNA的負(fù)載量定量測定。實驗對影響DNA傳感器的影響條件進(jìn)行選擇。在優(yōu)化實驗條件下,將傳感器用于乳腺癌DNA的檢測,發(fā)現(xiàn)在0.001~5.0nmol/L范圍目標(biāo)乳腺癌DNA有線性,檢出限(S/N=3)為0.3 pmol/L。采用Multi-walled carbon nanotubes-Nafion和Gold Nanoparticles為修飾劑,顯著提高了乳腺癌DNA的測定范圍和靈敏度。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：延安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.1;R737.9

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本文編號：1700055