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细胞电化学及DNA生物传感器的研究

作　者: 李嘉
导　师: 姚守拙
学　校: 湖南大学
专　业: 分析化学
关键词: 细胞 DNA 循环伏安电化学阻抗电位溶出法紫外检测传感器
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

化学/生物传感器的研究已经成为分析化学和生物化学领域中一个非常重要和令人感兴趣的课题,人们对此作出了深入广泛的研究。细胞作为生命的基本单位,对基体的生长发育,生理功能的维护起着极其重要的作用,细胞在电刺激的作用下会产生特殊的电信号,人们已经开始着手深入探讨这种生理现象。而DNA和RNA是遗传信息的传递者,在维持物种的稳定性方面有着不可替代的作用。真核细胞的DNA广泛的存在于细胞核内的染色体上,由于核膜的选择性通透作用,使DNA无法分散到其它细胞的亚器官,加之细胞膜的隔离效果,DNA更难扩散到细胞外基质(如组织液或血清)中,因此细胞外基质中DNA含量的增加往往也会预示某些疾病的发生。DNA的突变是癌症发生的一个重要原因,癌症的产生往往伴随着某些特定基因片段的序列改变,或是缺失,从而使抑癌基因表达失调,细胞恶性增殖。DNA可以自发突变,但是其概率相对较小,当DNA和外界物质相互作用,或是某些氧化压力存在的情况下,DNA会发生甲基化,突变或是断裂。同时,生物工程中DNA的分离,纯化,转基因载体的构建等也需要对DNA和其它物质的相互作用进行表征。电化学具有简单,快速,方便的优点,因此,可以用电化学手段研究细胞活性,评估药物对细胞活性的抑制作用,构建DNA生物传感器以检测目标DNA或考察DNA与其它物质的相互作用。基于上述分析,本文开展了以下三方面工作: 1.用电化学循环伏安和电位溶出技术对乳腺癌细胞MCF-7的活性进行了表征,并且评估了药物对该癌细胞的活性抑制作用,同时用形态学和染色技术进行了验证。2.用纳米碳管-壳聚糖膜构建了检测鱼精双链DNA的生物传感器,考察了纳米碳管的信号放大作用(即对DNA指示剂氧化还原的催化作用),膜的稳定性,人血清白蛋白的干扰。3.用电化学阻抗和循环伏安技术研究了DNA和表面活性剂的相互作用。以修饰DNA的金电极为DNA传感器,亚甲蓝和铁氰化钾分别为探针,用循环伏安和电化学阻抗技术对五种不同种类的表面活性剂与DNA的相互作用进行研究。同时结合紫外检测技术,对上述五种物质与DNA的作用作了验证。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章绪论  10-24
  1．1 细胞的化学研究进展  10-16
    1．1．1 电化学阻抗技术研究方法  11-12
    1．1．2 压电化学技术  12
    1．1．3 电化学扫描显微镜技术  12-13
    1．1．4 循环伏安技术  13-14
    1．1．5 膜片钳技术  14-15
    1．1．6 其它非生物技术的活细胞研究  15-16
  1．2 DNA 生物传感器的研究进展  16-23
    1．2．1 DNA 传感器用于突变、杂交研究  17-21
    1．2．2 DNA 传感器用于 DNA 与其它物质相互作用的研究  21-23
  1．3 本文构思  23-24
第2章乳腺癌细胞的电化学行为及其在薯蓣皂甙抗肿瘤活性中的应用  24-33
  2．1 引言  24-25
  2．2 实验部分  25-26
    2．2．1 化学试剂  25
    2．2．2 实验装置  25
    2．2．3 细胞培养及细胞处理  25
    2．2．4 实验检测  25
    2．2．5 胎酚蓝染色实验  25-26
  2．3 实验结果与讨论  26-32
    2．3．1 MCF-7 的 PSA 和 CV 响应  26-27
    2．3．2 PSA 实验条件的优化  27
    2．3．3 PSA 技术检测细胞生长  27-28
    2．3．4 薯蓣皂甙对乳腺癌的药效评估  28-32
  2．4 结论  32-33
第3章基于修饰了纳米碳管/壳聚糖的 DNA 生物传感器  33-45
  3．1 引言  33-34
  3．2 实验部分  34-35
    3．2．1 试剂及溶液  34
    3．2．2 实验装置  34
    3．2．3 石墨电极表面壳聚糖-碳管复合膜的制备  34
    3．2．4 鱼精 DNA 在石墨电极表面吸附及指示剂与 DNA 的结合  34
    3．2．5 电化学检测  34-35
    3．2．6 紫外-可见分光光度检测  35
  3．3 实验结果与讨论  35-43
    3．3．1 壳聚糖-碳管膜的性质  35-36
    3．3．2 鱼精 DNA 在壳聚糖-碳管表面的吸附  36
    3．3．3 鱼精 DNA 的吸附时间  36-37
    3．3．4 亚甲蓝浓度的影响  37-38
    3．3．5 亚甲蓝吸附时间对亚甲蓝和 DNA 吸附的影响  38-39
    3．3．6 壳聚糖-碳管膜的稳定性  39
    3．3．7 DN A / 壳聚糖-碳管修饰电极的稳定性  39-40
    3．3．8 壳聚糖膜中碳管的电催化行为  40-41
    3．3．9 鱼精 DNA 检测  41-42
    3．3．10 该 DNA 传感器回收率及干扰  42-43
  3．4 结论  43-45
第4章 DNA 与表面活性剂相互作用的电化学研究  45-59
  4．1 引言  45-46
  4．2 实验部分  46-47
    4．2．1 试剂及实验装置  46-47
    4．2．2 DNA 修饰电极及 DNA -表面活性剂修饰电极的制备  47
    4．2．3 实验步骤  47
  4．3 结果与讨论  47-58
    4．3．1 K_3[Fe(CN)_6]在五种表面活性剂修饰电极上的循环伏安行为  47-51
    4．3．2 亚甲蓝在五种表面活性剂修饰电极上的循环伏安行为  51-52
    4．3．3 五种表面活性剂修饰电极的电化学阻抗行为  52-56
    4．3．4 五种表面活性剂对 DNA 紫外吸收的影响  56-58
  4．4 结论  58-59
结论  59-60
参考文献  60-75
致谢  75-76
附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)  76

细胞电化学及DNA生物传感器的研究

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