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自组装法制备DNA电化学传感器的研究及应用

作　者: 尚智美
导　师: 孙伟
学　校: 青岛科技大学
专　业: 分析化学
关键词: 电化学传感器 DNA修饰电极亚甲基蓝甲苯胺蓝甲基紫
分类号: Q75
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本论文用巯基自组装法制备了DNA电化学传感器，分别以亚甲基蓝和甲苯胺蓝为杂交指示剂，用紫外可见光谱和电化学法研究了它们与单双链DNA相互作用的识别模式，建立了电化学生物传感器法测定转基因NOS序列的新方法，还利用线性扫描极谱法研究了甲基紫与DNA的相互作用。论文主要由五部分组成，第一部分综述了转基因植物产品、DNA电化学传感器的研究方法和DNA与小分子化合物的作用及意义。第二部分利用循环伏安法初步研究了巯基乙酸自组装膜修饰金电极的电化学行为，结果表明巯基乙酸在金电极表面具有特性吸附，形成具有一定致密性的自组装层。第三部分制备了巯基乙酸自组装膜DNA电化学传感器，以亚甲基蓝为杂交指示剂，用循环伏安法检测杂交前后其峰电流的变化，并应用于NOS基因片段的检测。第四部分详细研究了甲苯胺蓝在单双链DNA修饰电极上的电化学行为，并以甲苯胺蓝为杂交指示剂，利用制得的DNA电化学传感器对转基因NOS序列进行了测定。第五部分用线性扫描极谱法研究了甲基紫与DNA的相互作用，优化了结合反应条件和电化学测定条件，探讨了结合反应的机理，建立了以甲基紫为电化学探针极谱法测定DNA的新方法，并将该方法用于合成样品中DNA的检测，结果令人满意。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-10
第一章文献综述  10-29
  1.1 DNA的组成和结构  10-11
  1.2 转基因植物产品  11-13
    1.2.1 转基因产品的定义  11
    1.2.2 转基因植物的发展概况  11
    1.2.3 转基因植物的安全性问题  11-12
    1.2.4 转基因植物的检测方法  12-13
    1.2.5 转基因植物产品电化学生物传感器的研究  13
  1.3 DNA电化学生物传感器的研制和应用  13-23
    1.3.1 DNA生物传感器的基本结构及分类  13-14
    1.3.2 DNA电化学生物传感器的原理  14
    1.3.3 DNA电化学传感器的制备与表征  14-18
      1.3.3.1 DNA电化学传感器的制备  14-17
      1.3.3.2 DNA电化学传感器的表征  17-18
    1.3.4 电化学杂交指示剂  18-22
      1.3.4.1 杂交指示剂的指示原理  18
      1.3.4.2 杂交指示剂与DNA的作用方式  18-21
      1.3.4.3 常用的杂交指示剂  21-22
    1.3.5 DNA电化学传感器的应用  22
    1.3.6 DNA电化学传感器的研究展望  22-23
  参考文献  23-29
第二章巯基乙酸自组装膜修饰金电极的制备与电化学表征  29-37
  2.1 实验部分  29-30
    2.1.1 仪器与试剂  29-30
    2.1.2 实验方法  30
      2.1.2.1 金电极的预处理  30
      2.1.2.2 巯基乙酸自组装膜修饰金电极的制备与表征  30
  2.2 结果与讨论  30-34
    2.2.1 裸金电极的表征  30-31
    2.2.2 裸金电极与巯基乙酸自组装膜修饰金电极在KCl溶液的电化学行为  31-32
    2.2.3 巯基乙酸自组装修饰电极在[Fe(CN)_6]~(3-4-)溶液中的电化学行为  32-34
  2.3 结论  34-35
  参考文献  35-37
第三章巯基乙酸自组装膜DNA电化学传感器检测转基因NOS序列的研究  37-52
  3.1 实验部分  38-39
    3.1.1 仪器与试剂  38-39
    3.1.2 实验方法  39
      3.1.2.1 ssDNA基因传感器的制备  39
      3.1.2.2 DNA的杂交反应  39
      3.1.2.3 电化学测定  39
  3.2 结果与讨论  39-50
    3.2.1 亚甲基蓝对单双链DNA的分子识别作用研究  39-41
    3.2.2 亚甲蓝浓度对峰电流的影响  41-43
    3.2.3 扫速对亚甲蓝溶液峰电流的影响  43-46
    3.2.4 离子强度的影响  46
    3.2.5 亚甲基蓝在杂交前后不同DNA修饰电极的电化学行为  46-47
    3.2.6 杂交指示剂浓度的影响  47-48
    3.2.7 反应平衡时间影响  48-49
    3.2.8 NOS基因片段的检测  49-50
  参考文献  50-52
第四章甲苯胺蓝在DNA修饰电极上的电化学行为研究  52-67
  4.1 试验部分  53
    4.1.1 仪器与试剂  53
  4.2 实验方法  53-54
    4.2.1 ssDNA基因传感器的制备  53-54
    4.2.2 TB在DNA／Au上的电化学行为  54
    4.2.3 NOS转基因序列的测定  54
  4.3 结果与讨论  54-65
    4.3.1 紫外可见光谱图的研究  54-55
    4.3.2 甲苯胺蓝对单双链DNA区分作用的电化学行为研究  55-57
    4.3.3 甲苯胺蓝在ssDNA／Au和dsDNA／Au修饰电极上的电化学行为  57
    4.3.4 杂交指示剂浓度的选择  57-58
    4.3.5 反应平衡时间的影响  58
    4.3.6 扫速对甲苯胺蓝溶液峰电流的影响  58-59
    4.3.7 键合常数的求解  59-60
    4.3.8 电子转移速率的求解  60-61
    4.3.9 离子强度的影响  61-62
    4.3.10 甲苯胺蓝在NOS ssDNA／Au电极杂交前后的电化学行为  62-63
    4.3.11 NOS序列检测和转基因大豆样品PCR产物的测定  63-65
  参考文献  65-67
第五章线性扫描极谱法研究甲基紫与DNA的相互作用  67-80
  5.1 引言  67-68
  5.2 实验部分  68-69
    5.2.1 仪器与试剂  68
    5.2.2 实验方法  68-69
  5.3 结果与讨论  69-77
    5.3.1 紫外—可见吸收光谱图  69
    5.3.2 循环伏安法  69-70
    5.3.3 fsDNA-MV结合常数和结合比的求解  70-72
    5.3.4 线性扫描伏安法  72-73
    5.3.5 结合反应条件的优化  73-74
      5.3.5.1 pH值的影响  73
      5.3.5.2 缓冲溶液用量的影响  73
      5.3.5.3 反应时间和温度对反应体系的影响  73-74
      5.3.5.4 仪器条件的选择  74
    5.3.6 离子强度对测定的影响  74
    5.3.7 共存物质的影响  74-75
    5.3.8 工作曲线、检测限与精密度  75
    5.3.9 合成样品的测定  75-77
  参考文献  77-80
结论  80-81
致谢  81-82
攻读学位期间已发表和待发表的相关学位论文  82-83
独创性声明与关于论文使用授权的说明  83

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