[发明专利]一种DNA生物传感器电极的制作方法及其应用

权利要求书

1.一种DNA生物传感器电极的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先，利用丝网印刷方法获得具有导电层、碳层和绝缘层的碳电极，该碳电极经含Zr离子的电解液修饰后得到ZrO₂/SPE电极；

然后，选择待测对象的特征DNA序列，设计其作为探针的互补ssDNA序列和完全不互补ssDNA序列，在探针ssDNA的5’端修饰磷酸基团，通过人工合成获得，将所得的ssDNA溶于pH值为6.0～9.0的缓冲溶液中，在-20℃下保存；按需求将ssDNA的缓冲溶液稀释到所需浓度，用微量吸管吸取少量的探针ssDNA到ZrO₂/SPE电极上，利用ZrO₂/SPE电极表面的氧化锆薄膜与探针ssDNA的5’端的磷酸基团特异性结合，从而把探针固定到ZrO₂/SPE电极表面，即得ssDNA/ZrO₂/SPE生物传感器。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述碳电极的制备包括如下步骤：

a)底板的选择和处理：选用PVC或PP薄板作为电极的底板，先用有机溶剂擦洗底板表面，再用双蒸水冲洗待用；

b)导电层的印刷：利用丝网印刷机在待用底板的表面印刷一层导电银条，干燥后形成导电层；

c)碳层的印刷：利用丝网印刷机在b)的基础上再印刷一层碳层，干燥后待用；

d)绝缘层的印刷：利用丝网印刷机在c)的基础上再印刷一层绝缘层，干燥后最终形成丝网印刷碳电极；

e)丝网印刷碳电极的修饰：以上述丝网印刷碳电极作为工作电极，以饱和甘汞电极作为参比电极，以铂丝作为对电极，组成三电极系统；选用0.1M KCl，3～10mM ZrOCl₂作为电解液，在-1.1V～+0.7V(vs.SCE)电压范围内，扫描速率为0.2～0.5mV/s，扫描时间为15min～30min，对三电极系统进行循环伏安扫描，得到氧化锆薄膜修饰的ZrO₂/SPE电极。

3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述碳层是圆形或方形。

4.权利要求1或2所述的DNA生物传感器电极的应用，其特征在于，使所述DNA生物传感器电极与一定浓度的待测对象的特征ssDNA的缓冲溶液进行杂交反应，形成dsDNA/ZrO₂/SPE，杂交时间为数十分钟；同样使ssDNA/ZrO₂/SPE与一定浓度的完全不互补的ssDNA的缓冲溶液进行反应，形成ncDNA/ZrO₂/SPE；杂交前后的传感器浸入到含有20μM的亚甲基蓝指示剂的缓冲溶液中，溶液中具有氧化还原活性的亚甲基蓝将和DNA作用，且在传感器上发生电化学反应，于微分脉冲伏安图上0V～-0.5V区间呈一良好的还原峰，测量峰电流的变化，通过比较，根据峰电流变化大小来对待测DNA进行定性和定量。

5.根据权利4要求的所述的应用，其特征在于，所述峰电流变化接近时，溶液中无此DNA序列；反之，溶液中具有一定含量的DNA序列，并由此测出对象DNA的含量。

6.根据权利4要求的所述的应用，其特征在于，所述探针DNA序列是被测对象的特征DNA序列的完全互补链，且端上修饰了磷酸基团。

7.根据权利4要求的所述的应用，其特征在于，所述亚甲基蓝指示剂中含有20mM的NaCl、20mM的Tris-HCl及20mM的中性MB，或者含有20mM的NaCl、50mM的TE及20mM弱碱性MB。