[发明专利]一种基于荧光素和巯基修饰的DNA探针的电化学传感器

说明书

技术领域

本发明涉及电化学生物传感器技术领域，特别涉及一种基于荧光素和巯基修饰的DNA探针的电化学传感器。 

背景技术

近来，许多电化学DNA(E-DNA)传感器和类似基于适体传的电化学(E-AB)传感器大量涌现，它们是基于探针DNA在动力学上的构象变化发展而来的一种新型的DNA传感器。其中探针DNA可以是线性或者环状DNA。探针DNA一般一端修饰巯基，一端修饰氧化还原标记物。通过金-硫键的作用自组装到金电极表面。与靶DNA杂交后，改变了探针DNA的构型，使得氧化还原标记物与电极表面的电子传递效率改变，从而改变了电信号，指示杂交。这种简单的传感器被广泛地应用于DNA、酶、金属离子和有机小分子等的研究。但是有些探针DNA的构象改变非常复杂，而对于一些简单的传感器，其灵敏度和选择性还需要进一步提高，因此旨在进一步提高传感器检测效率的研究具有广阔的前景。 

发明内容

本发明的目的是提供一种基于荧光素和巯基修饰的DNA探针的电化学传感器，包括电极和DNA探针，所述电极采用三电极系统，其中金电极为工作电极，甘汞电极为参比电极，铂丝为对电极；所述DNA探针的两端分别修饰有荧光素和巯基；所述金电极的表面沉积有金纳 米颗粒；所述DNA探针上修饰的巯基与金纳米颗粒之间通过金-硫键结合；金纳米颗粒与DNA探针上修饰的荧光素通过表面吸附作用，使DNA探针形成了弓形结构。 

一种如上所述的基于荧光素和巯基修饰的DNA探针的电化学传感器，金电极和DNA探针组装的具体方法如下： 

1）使用清洗剂清洗金电极表面，再用二次水清洗，氮气吹干，然后在0.1mol·L^-1的H₂SO₄溶液中扫描循环伏安直到稳定；之后将三电极系统插入到6mmol·L^-1的HAuCl₄(含0.1mol·L^-1KNO₃)溶液中进行电沉积，溶液中还含0.1mol·L^-1KNO₃，-400mV(vs.SCE)沉积300s，沉积完成后，用二次水清洗电极表面残留的溶液； 

所述清洗剂为30%H₂O₂/70%H₂SO₄，体积比。 

2）将装配有荧光素和巯基的DNA探针溶液，浓度29μmol·L^-1，滴涂在纳米金颗粒修饰的金电极表面，然后将电极放在空气流通的地方自然晾干过夜；此过程中用一个小烧杯罩在电极上，在里面放一个装满水的小烧杯保持烧杯罩中的湿度；完成后，用二次水清洗电极，氮气吹干，得到DNA探针修饰的金电极。 

本发明所述的一种基于荧光素和巯基修饰的DNA探针的电化学传感器通过电沉积效应，在金电极表面修饰上金纳米颗粒。这种纳米金修饰不仅大大增加了电极表面探针ssDNA的固载量，而且由于纳米金对荧光素的表面吸附作用，使探针形成了弓形结构。这种连接具有较高的电子传递效率，可提高杂交前后DPV信号的改变，进而提高检测灵敏度。 

附图说明

图1为裸金电极表面的电镜扫描照片； 

图2为裸金电极在3mmol·L^-1氯金酸溶液中，-200mV(vs.SCE)沉积300s后的电镜扫描照片； 

图3为裸金电极在6mmol·L^-1氯金酸溶液中，-400mV(vs.SCE)沉积300s后的电镜扫描照片； 

图4为裸金电极在6mmol·L^-1氯金酸溶液中，-400mV(vs.SCE)沉积400s后的电镜扫描照片； 

图5为电极在0.1mol·L^-1H₂SO₄溶液中的循环伏安曲线：裸金电极(a)；纳米金修饰电极(c)； 

图6为裸金电极在杂交液中ssDNA-B的浓度为15nmol·L^-1时杂交前后的DPV峰电流信号变化图； 

图7为金纳米颗粒修饰的金电极在杂交液中ssDNA-B的浓度为15nmol·L^-1时杂交前后的DPV峰电流信号变化图； 

图8为裸金电极在杂交液中ssDNA-B的浓度为5nmol·L^-1时杂交前后的DPV峰电流信号变化图；