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DNA多层膜的自组装构建及在DNA损伤中的初步研究

作　者: 廖天录
导　师: 卢小泉
学　校: 西北师范大学
专　业: 分析化学
关键词: dsDNA层层膜自组装可逆吸入/释放阿霉素亚甲基蓝槲皮素环氧苯乙烯芬顿试剂 DNA损伤
分类号: Q523
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

DNA分子的固定是生物传感器探讨的一个非常重要的研究方向,已经越来越受到科学工作者的关注,例如可控地固定DNA对于探索DNA分子的结构和功能以及第三代生物传感器的研制和疾病诊断的研究都具有重要的意义。层层组装成膜技术,由于其制备方法简单,且每一层的组成、厚度、取向可以巧妙地控制和操作,为生物功能材料的开发提供了新的技术支撑,为下一代分子器件的开发与研究提供了新的思路。本论文的工作主要集中在新型DNA生物传感器的设计与应用研究。论文重点研究了基于多层自组装技术构筑新型的DNA生物传感器,并将其应用于DNA损伤的分析检测,为生命科学及其相关领域的研究提供一种重要的分析方法。在论文中用层层组装方法在电极表面固定DNA,利用电化学交流阻抗技术对这种新型的DNA自组装多层膜进行表征,选择阿霉素(ADM)、亚甲基蓝(MB)或槲皮素(QC)为指示剂,采用电化学方法有效的检测环氧苯乙烯(SO)或芬顿试剂(Fenton’s reagent)对DNA的损伤。提出电化学检测DNA损伤的简便方法,为建立灵敏的检测DNA损伤的电化学生物传感器奠定基础。具体内容如下:第一章:绪论DNA损伤的电化学研究具有重要的理论与实际意义。本部分从自组装多层膜制备、表征方法以及层层组装膜法在固载DNA分子和在DNA损伤检测方面进行了综述。确立了课题的立论依据。第二章:电化学交流阻抗技术表征dsDNA层层自组装膜本文主要利用带负电荷的DNA为聚阴离子与聚乙烯亚胺(PEI)阳离子通过连续交替的静电吸附自组装成DNA多层膜在玻碳电极表面。并利用电化学交流阻抗技术对这种新型的DNA自组装多层膜进行表征,通过阻抗谱分析,得出电荷传递电阻和双电层电容与膜层数的关系。证明该多层膜随层数增加具有均匀增长、结构致密等特性。第三章:基于dsDNA层层组装和阿霉素作为电活性指示剂来检测环氧苯乙烯对天然DNA的损伤把阿霉素作为电活性指示剂“吸入”{dsDNA/PEI}n膜来检测环氧苯乙烯(SO)对天然DNA的损伤。在实验检测中{dsDNA/PEI}2两层膜是信号最强的,作为最优膜使用。以阿霉素在DNA两层膜中的“可逆吸入”为基础,能显著区分阿霉素在损伤和未损伤DNA多层膜中的吸入量,来检测DNA的损伤。用PDV测试DNA损伤的实验结论与用扫描电化学显微镜(SECM)测试的结果是一致。可以提供一种简便的检测DNA损伤的电化学方法。第四章:利用dsDNA层层组装和亚甲基蓝作为电活性指示剂来检环氧苯乙烯对天然DNA的损伤将亚甲基蓝作为电活性指示剂“吸入”{dsDNA/PEI}n膜来检测环氧苯乙烯(SO)对天然DNA的损伤。通过差示脉冲(DPV)检测两层膜在实验中是信号最强的,作为最优膜使用。以亚甲基蓝在DNA多层膜“可逆吸入”为基础,能显著区分亚甲基蓝在损伤和未损伤DNA多层膜中的吸入量,来检测DNA的损伤,并且通过DPV检测DNA损伤的结论与SECM检测的结果一致。这种DNA损伤传感器可以为DNA的化学损伤提供一个普遍的、灵敏的检测方法。第五章:利用dsDNA层层膜来检测芬顿试剂对天然DNA的损伤利用层层自组装法将聚阳离子聚乙烯亚胺(PEI)与带负电荷的DNA依靠静电作用交替吸附到玻碳电极的表面,从而形成有序的{dsDNA/PEI}2膜。利用槲皮素作为电活性指示剂并且“吸入”dsDNA多层膜来检测芬顿试剂(Fenton’s reagent)对天然dsDNA的损伤。以槲皮素在DNA多层膜可逆吸入为基础,这种独特的“可逆吸入”模式,能显著区分槲皮素在损伤和未损伤DNA多层膜中的吸入量。采用循环伏安法研究了由Fenton反应引起的DNA氧化性损伤检测,可以提供一种简便的、检测DNA损伤的电化学方法。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-12
第一章绪论  12-31
  1.1 自组装层状多层膜的制备与表征  12-17
    1.1.1 自组装层状多层膜的制备方法  12-14
    1.1.2 层状自组装膜的表征技术  14-17
  1.2 层-层自组装法固载 DNA 分子  17-18
  1.3 层-层自组装 DNA 电化学传感器检测 DNA 损伤  18-21
    1.3.1 DNA 损伤的主要类型  18
    1.3.2 DNA 损伤的检测  18-20
    1.3.3 层-层自组装 DNA 电化学传感器在 DNA 损伤检测中的应用  20-21
  1.4 DNA 电化学传感器的灵敏度  21-22
    1.4.1 降低背景信号  21-22
    1.4.2 放大响应信号  22
  1.5 嵌入剂作为信号指示剂的优势  22-23
  1.6 层-层自组装 DNA 电化学传感器的优点  23
  1.7 课题的立论思想  23-25
  参考文献  25-31
第二章电化学交流阻抗技术表征dsDNA层层自组装膜  31-40
  2.1 引言  31
  2.2 实验部分  31-33
    2.2.1 试剂  31-32
    2.2.2 仪器  32
    2.2.3 DNA 自组装多层膜修饰电极的制备  32-33
    2.2.4 实验方法  33
  2.3 结果和讨论  33-36
    2.3.1 裸玻碳电极上Fe(CN)63?/4?的电化学阻抗行为  33
    2.3.2 Fe(CN)_6~(3-/4-)在多层自组装膜修饰电极上的阻抗行为  33-35
    2.3.3 电荷传递电阻(Rct)和双电层电容(Cdl)与膜层数之间的关系  35-36
    2.3.4 电极表面的覆盖度(θ)与膜层数之间的关系  36
  2.4 结论  36-37
  参考文献  37-40
第三章基于dsDNA 层层组装和阿霉素作为电活性指示剂来检测环氧苯乙烯对天然DNA的损伤  40-57
  3.1 引言  40-42
  3.2 实验部分  42-44
    3.2.1 试剂  42
    3.2.2 仪器  42
    3.2.3 实验方法  42-43
    3.2.4 实验过程  43-44
  3.3 结果和讨论  44-52
    3.3.1 最适宜膜层的选择  44-45
    3.3.2 阿霉素在{dsDNA/PEI}2 膜中的吸入与释放  45-47
    3.3.3 检测环氧苯乙烯（SO）对天然DNA损伤  47-52
      3.3.3.1 差示脉冲法检测  47-49
      3.3.3.2 SECM 检测法  49-52
  3.4 结论  52-53
  参考文献  53-57
第四章利用dsDNA 层层组装和亚甲基蓝作为电活性指示剂来检测环氧苯乙烯对天然DNA的损伤  57-71
  4.1 引言  57-58
  4.2 实验部分  58-60
    4.2.1 试剂  58
    4.2.2 仪器  58-59
    4.2.3 实验方法  59
    4.2.4 实验过程  59-60
  4.3 结果和讨论  60-68
    4.3.1 最适宜膜层的选择  60-61
    4.3.2 亚甲基蓝在{dsDNA/PEI}_2 膜中的吸入与释放  61-63
    4.3.3 检测环氧苯乙烯（SO）对天然DNA损伤  63-68
      4.3.3.1 差示脉冲法检测  63-65
      4.3.3.2 SECM 检测  65-68
  4.4 结论  68-69
  参考文献  69-71
第五章利用dsDNA 层层膜来检测芬顿试剂对天然 DNA 的损伤  71-82
  5.1 引言  71-73
  5.2 实验部分  73-74
    5.2.1 试剂  73
    5.2.2 仪器  73
    5.2.3 实验方法  73-74
  5.3 结果和讨论  74-78
    5.3.1 槲皮素在{dsDNA/PEI}2 膜中的吸入与释放  74-76
    5.3.2 检测芬顿试剂（Fenton’s reagent）对天然DNA 损伤  76-78
  5.4 结论  78-80
  参考文献  80-82
致谢  82-83
在读硕士期间发表的论文  83
在读硕士期间申请的专利  83

DNA多层膜的自组装构建及在DNA损伤中的初步研究

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