電化學(xué)DNA生物傳感器檢測(cè)小分子

電化學(xué)生物傳感器在重金屬檢測(cè)領(lǐng)域研究進(jìn)展1.電化學(xué)核酸生物傳感器2.電化學(xué)酶基生物傳感器3.電化學(xué)蛋白質(zhì)生物傳感器4.其他電化學(xué)傳感器應(yīng)用背景：重金屬污染問題一直是全球最關(guān)注的問題之一。目前，重金屬污染物主要采用紫外-可見分光光度計(jì)，原子吸收光譜儀和電感耦合等離子體質(zhì)譜儀等檢測(cè)儀器對(duì)水質(zhì)"底泥"空氣"土壤和生物樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析!這些傳統(tǒng)的檢測(cè)方法具有極高的靈敏度和極低的檢測(cè)限，但儀器設(shè)備昂貴，檢測(cè)程序復(fù)雜，需要專業(yè)的操作人員，并且樣品預(yù)處理時(shí)間較長(zhǎng)，不適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)!電化學(xué)生物傳感器法因具有操作簡(jiǎn)便"成本低"分析速度快"靈敏度高"專一性好，以及能在復(fù)雜體系中進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，使其在重金屬污染檢測(cè)領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值!電化學(xué)核酸傳感器的研究及應(yīng)用電化學(xué)核酸傳感器的原理電化學(xué)核酸傳感器的應(yīng)用電化學(xué)核酸傳感器的原理電化學(xué)核酸傳感器主要采用傳統(tǒng)核酸作為探針對(duì)重金屬進(jìn)行檢測(cè)，利用重金屬能夠損傷DNA堿基，破壞DNA雙鏈的特性，表現(xiàn)為形成DNA加合物"引起DNA鏈斷裂"DNA交聯(lián)"堿基改變和化學(xué)交聯(lián)等多種損傷!電化學(xué)核酸傳感器的應(yīng)用1，汞離子與DNA核酸鏈上的胸腺嘧啶有很強(qiáng)的親和作.用富含胸腺嘧啶的核酸構(gòu)建了電化學(xué)DNA傳感器，實(shí)現(xiàn)環(huán)境中汞離子的低濃度檢測(cè)，最低檢測(cè)限達(dá)到了0.5nmol/l線性范圍1.0-2.0nmol/l.2，醋酸鉛處理淋巴細(xì)胞DNA后形成了DNA-DNA的交聯(lián)，DNA交聯(lián)以后影響了電化學(xué)信號(hào)的傳導(dǎo)，從而能夠通過電化學(xué)DNA傳感器檢測(cè)環(huán)境中鉛離子的濃度。3，鎘能夠引起DNA單鏈斷裂，DNA鏈的斷裂導(dǎo)致電化學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)受阻，電信號(hào)下降，電化學(xué)DNA傳感器信號(hào)的變化與鎘的濃度成比例。電化學(xué)酶基生物傳感器的研究及應(yīng)用電化學(xué)酶基生物傳感器的原理電化學(xué)酶基生物傳感器的應(yīng)用電化學(xué)酶基生物傳感器的原理電化學(xué)酶基生物傳感器是一種以電化學(xué)電極為信號(hào)轉(zhuǎn)換器，以蛋白酶為生物敏感元件，通過電勢(shì)"阻抗或電流為特征檢測(cè)信號(hào)的生物傳感器。電化學(xué)酶基生物傳感器的應(yīng)用1，脫氧核糖核酸酶固載到電極表面，并采用金與DNA組成的復(fù)合材料增加電化學(xué)生物傳感器的信號(hào)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了鉛離子的高靈敏度和高選擇性檢測(cè)。電化學(xué)辣根過氧化物酶?jìng)鞲衅鲗?shí)現(xiàn)了鎘，鉛和銅的高靈敏檢測(cè)。谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶構(gòu)建的電化學(xué)生物傳感器2，比谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶構(gòu)建的傳感器在重金屬檢測(cè)方面(鎘和鋅)具有更好的選擇性。電化學(xué)生物傳感器快速檢測(cè)重金屬研究進(jìn)圍!此外，除了單一酶構(gòu)建的電化學(xué)酶基生物傳感器外，還將葡糖糖氧化酶和轉(zhuǎn)化酶誘陷到瓊脂糖瓜兒膠中，隨后固定到直徑25微米的超微電極表面，得到電化學(xué)雙酶體系生物傳感器，并實(shí)現(xiàn)了汞，銀，鉛和鎘離子的高靈敏檢測(cè)。3，金納米粒子是黃金的納米級(jí)顆粒，具有良好的電子傳遞性能"大的比表面積和獨(dú)特的生物親和性使其成為了電化學(xué)酶基生物中最為常用的納米材料之一。將金納米粒子"環(huán)糊精和堿性磷酸酯酶通過層層組裝的方式固載在電極表面，得到新型電化學(xué)酶基傳感器，實(shí)現(xiàn)了鎘和銀的檢測(cè)。電化學(xué)蛋白質(zhì)生物傳感器的研究及應(yīng)用電化學(xué)蛋白質(zhì)生物傳感器的原理電化學(xué)蛋白質(zhì)生物傳感器的應(yīng)用電化學(xué)蛋白質(zhì)生物傳感器的原理電化學(xué)蛋白質(zhì)生物傳感器是一種以電化學(xué)電極為信號(hào)轉(zhuǎn)換器，以蛋白質(zhì)為生物敏感元件，通過電勢(shì)，阻抗或電流為特征檢測(cè)信號(hào)的生物傳感器。電化學(xué)蛋白質(zhì)生物傳感器的應(yīng)用1，細(xì)胞色素c是一種以鐵卟啉為輔基的呼吸酶，是細(xì)胞呼吸激活劑，屬于絡(luò)合蛋白質(zhì).將細(xì)胞色素c固定到電極表面，構(gòu)建了細(xì)胞色素c電化學(xué)生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了砷化合物的快速檢測(cè).2，金屬硫蛋白是一種廣泛存在于生物界的低分子量"高金屬含量且能被金屬或其它因素誘導(dǎo)生成的金屬結(jié)合蛋白，具有廣泛的生理學(xué)和生物學(xué)功能，直接將金屬硫蛋白固定到懸汞滴電極表面，實(shí)現(xiàn)了銀離子的檢測(cè).3，細(xì)胞內(nèi)富含半胱氨酸的蛋白質(zhì)-金屬硫因固定到懸汞滴電極表面得到金屬硫因生物傳感器，并采用吸附轉(zhuǎn)移剝離微分脈沖伏安法實(shí)現(xiàn)了鎘和鋅的高靈敏檢測(cè).其他電化學(xué)傳感器的研究及應(yīng)用1．利用植物螯合肽與重金屬離子結(jié)合的特性，構(gòu)建了電化學(xué)植物螯合肽生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了鎘"鋅和順鉑的高靈敏檢測(cè)!則將甘氨酸-甘氨酸-組氨酸的三肽片段固載到單壁碳管表面，構(gòu)建了電化學(xué)傳感器，實(shí)現(xiàn)了銅離子的選擇性檢測(cè)。2，化學(xué)聚合的方法將碳納米管和聚合1，2-苯二胺交聯(lián)，得到比表面積大"電導(dǎo)性好的納米孔三維復(fù)合材料，將復(fù)合材料固定到玻碳電極表面，采用伏安法實(shí)現(xiàn)了鎘和銅離子的高靈敏度檢測(cè)。3，絲網(wǎng)印刷電極修飾汞納米液滴構(gòu)建電化學(xué)傳感器，實(shí)現(xiàn)了鎘"鉛和銅離子的檢測(cè)。電化學(xué)DNA生物傳感器檢測(cè)小分子

綜述：電化學(xué)DNA生物傳感器可以分為兩類:一類是電化學(xué)DNA雜交生物傳感器，它是在電極表面固定單鏈DNA作為探針，實(shí)現(xiàn)對(duì)探針互補(bǔ)DNA的檢測(cè)。另一類則是非基因識(shí)別的電化學(xué)DNA傳感器，它是在電極表面固定雙鏈DNA作為傳感器的敏感器件，利用其它物質(zhì)與敏感元件的作用或者利用DNA的特性來實(shí)現(xiàn)對(duì)特定物質(zhì)的檢測(cè)和研究。近年來，電化學(xué)DNA傳感器除用于基因檢測(cè)外，在小分子檢測(cè)方面研究活躍，如對(duì)環(huán)境污染物、藥物等的檢測(cè)。小分子與DNA的相互組作用小分子與DNA結(jié)合的部位是DNA的堿基、磷酸骨架和戊糖環(huán)。DNA分子中平行堆積的堿基、聚合的陰離子磷酸骨架和兩條核普酸鏈螺旋形成的大溝和小溝構(gòu)成了小分子識(shí)別的位點(diǎn)，作用的主要方式有共價(jià)結(jié)合和非共價(jià)結(jié)合。

共價(jià)結(jié)合分類

非共價(jià)結(jié)合用于小分子檢測(cè)的DNA固定方法

在電化學(xué)DNA傳感器中，DNA的固定起著至關(guān)重要的作用。DNA探針的覆蓋度、固定方向及穩(wěn)定性對(duì)檢測(cè)十分重要，有效固定探針能消除不明確吸附，提高靈敏度和選擇性。

直接吸附

聚合物膜法在小分子檢測(cè)中的應(yīng)用

聚吡咯一聚氯乙烯烯磺酸鹽/氧化錮膜修飾電極為基礎(chǔ)的傳感器，用循環(huán)伏安法來檢測(cè)芳香族化合物2-氨基酸蔥和3-氯酚

環(huán)境絲刷電極固定DNA，采用方波伏安法測(cè)定鳥嘌吟殘基氧化信號(hào)的改變來檢測(cè)有毒芳香胺等水中污染物。

用單雙鏈DNA修飾電極，研究了芳香族化合物、道諾霉素、黃曲霉毒素等

與鳥嘌吟殘基等的相互作用。

電化學(xué)DNA傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)枸櫞酸西地那非片的檢測(cè)把雙鏈DNA固定在經(jīng)過磷酸緩