酪氨酸多肽作为核酸检测中电化学标记的初步探讨
文献类型：学位论文
| 作者 | 高铭徽 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 郭良宏 |
| 关键词 | 电化学DNA传感器 Os(bpy)2dppz电化学信号放大 酪氨酸多肽 electrochemical DNA biosensor Os(bpy)2dppz enhancement tyrosine-containing peptide |
| 其他题名 | Tyrosine-Containing Peptide as Electrochemical Amplification for Novel DNA Biosensor Fabrication |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 电化学DNA生物传感器是一种非常有发展前途的生物传感器，已经在细菌及病毒感染类疾病诊断、基因诊断、药物检验分析、DNA损伤研究、环境病原微生物监测、环境有机污染物监测、食品检验等领域具有极为广泛的应用。 目前，电化学DNA生物传感器有多种类型，根据电化学检测的信号分子不同，可以分为两大类：无标记的信号分子型和标记的信号分子型。根据无标记信号分子的作用原理，可以分为：直接DNA电化学、间接DNA电化学、DNA介导的带电传输、DNA电阻型传感器；标记的信号分子可以分为：特异性氧化还原指示剂型、电化学活性标记物、纳米颗粒/酶等的电化学放大。 本课题拟合成含有酪氨酸的多肽，根据氨基酸中酪氨酸残基特有的电化学活性，利用Os金属复合物对酪氨酸电化学的催化放大，将其作为构建核酸电化学传感器的电化学信号放大分子，以此来检测DNA杂交。本文的主要工作分为五章，分述如下： 第一章 综述了电化学DNA生物传感器现有的电化学检测的信号分子类型。介绍了电化学DNA生物传感的构建原理、DNA在电极表面的固定方法及电化学DNA生物传感器应用现状。提出了酪氨酸多肽作为电化学信号放大检测的研究设想。 第二章 验证了Os金属复合物对酪氨酸多肽的电化学催化信号放大。采用紫外吸收光谱和荧光光谱校准了合成的酪氨酸多肽的浓度，校准浓度与称量浓度结果一致，表明酪氨酸多肽含量稳定，1条多肽含有4个电活性的酪氨酸。同时，酪氨酸多肽在溶液中的电化学表明，采用Os (bpy) 2dppz 作为酪氨酸多肽的电化学信号催化放大剂，当多肽浓度达到约7uM时，峰电流提高了10倍，大大提高了信噪比和灵敏度，有望用作电化学信号分子，实现电化学信号放大检测。 第三章 我们采用了2种化学方法来共价修饰氧化铟锡(ITO)电极。第一种方案：一步法，选择3-(2, 3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷作为硅烷化试剂，来共价修饰ITO半导体电极表面。铁氰化钾和三联吡啶锇的电化学循环伏安图，说明修饰了环氧硅烷化电极影响了电化学活性物质在表面的电化学过程；通过ITO/GOP的XPS光电子能谱，修饰电极上引入了三甲基环氧硅烷化试剂，说明环氧硅烷化试剂成功修饰到ITO表面；ITO/GOP电极制备成功。第二种方案：两步法，选择3-氨丙基三甲氧基硅烷作为硅烷化试剂，对ITO表面进行氨基化修饰，氨基与1，4-亚苯基二异硫氰酸酯共价链接，产生氨基敏感表面，来共价修饰ITO电极表面。甲酸二茂铁的循环伏安电化学，说明修饰了APS的氨基硅烷化电极影响了电化学活性物质在表面的电化学过程；可以将氨基硅烷化活性基团引入到半导体ITO电极表面。XPS图谱中得到了N、Si含量的增加图谱，表明ITO电极上成功引入了3-甲基氨基硅烷化试剂。ITO/APS电极制备成功。甲酸二茂铁和三联吡啶锇的循环伏安电化学，表明修饰了PDITC的电极影响了电活性物质在表面的电化学过程，ITO/PDITC修饰电极制备成功。结果表明，这两种化学修饰方案完全可以将活性基团引入到电极ITO表面上，实现电化学DNA生物传感器基底的共价修饰。 第四章 在上述ITO电极修饰的基础上，在两种氨基敏感表面来来固定5’-NH2修饰的寡核苷酸探针ssDNA。三联吡啶钌催化DNA中的鸟嘌呤G得到的催化电流，可以得知：在GOP修饰电极上固定探针ssDNA成功；同时，ITO/GOP/ssDNA的X射线光电子能谱上N1s峰表明，电极上成功固定了探针ssDNA。通过六氨合钌的计时库伦电化学，观察到表面电活性物质的表面余量在电活性物质存在与否的差别，得到了探针ssDNA的固定量，约为(1.39±0.18)×1013 mol/cm2。这说明：电化学DNA生物传感器的基底表面已经成功构建。 第五章 为了防止非特异寡核苷酸的吸附，以及电化学信号分子的非特异性吸附，我们进行了ITO/GOP、ITO/PDITC的封闭过程。在本章工作中，我们首先确认了在ITO/GOP、ITO/PDITC修饰电极在Os(bpy)2dppz中的电化学行为，会产生较高的背景电流。然后采用了一系列的氨基化试剂来封闭ITO/GOP、ITO/PDITC修饰电极的电化学活性，以及封闭链亲和素的电催化活性。结果表明，聚赖氨酸250nM和乙二胺1.5M的混合液作为封闭液，能够达到降低背景电流和非特异性吸附的目的。在此基础上，才能有望进行酪氨酸多肽作为电化学信号放大分子，检测DNA杂交的研究。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-06-07 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/350]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高铭徽. 酪氨酸多肽作为核酸检测中电化学标记的初步探讨[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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