[发明专利]polyA侨联的双茎环DNA电化学传感器及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物电化学技术领域，特别涉及一种基于polyA侨联的双茎环DNA电化学传感器及其制备和应用。

背景技术

DNA作为一种十分重要的生物大分子，它是遗传信息的携带者和基因表达的物质基础。DNA在生物体遗传信息的存储、复制和传递的过程中起着至关重要的作用，因而影响生物的生长、发育、繁殖等正常生命活动。研究DNA的结构和功能,可以从分子水平上了解生命现象的本质。获取目标DNA的序列、浓度等信息，对基因诊断、基因筛选、检测基因变异以及新药开发等领域都具有重大意义。DNA的电化学研究始于20世纪60年代，早期的工作主要集中于DNA的基本电化学行为的研究。随着极谱学的发展，其它电分析化学方法也用于DNA的研究，其范围已经扩大到DNA的结构和形态、DNA探针及传感器的研究。

电化学DNA传感器主要是依据所加电活性指示剂与DNA单、双链作用的不同进行识别,它是将ssDNA探针固定在金电极、碳糊电极或玻璃电极等表面上，然后浸入含有目标ssDNA分子的溶液中，此时电极上的ssDNA探针与溶液中的互补序列的目标DNA单链分子杂交。杂交情况通过可检测的电信号检测。而根据电活性小分子在电化学DNA生物传感器中引起的电化学信号变化的原理不同，可将其分为两类：一类是以非标记型电活性小分子杂交指示剂作为识别元素；另一类是将具有电活性的小分子标记在DNA探针上，利用杂交前后探针上小分子的氧化还原电流的变化进行DNA检测。这种方法将分子信标引入到电极表面，而且不需要任何杂交后处理和外加指示剂，可以方便、直接地指示杂交的进行。

DNA探针在电极上的固定是电化学DNA传感器制备中的关键步骤。主要有吸附法、组合法、生物素-亲和素法、共价键合法、自组装法等。自组装法中DNA在金电极上的固定主要利用Au-S键：一种是在Au电极表面形成特殊官能团的巯基自组装单分子层(SAM)，再共价键合或吸附DNA制备修饰电极；一种是将DNA链端巯基化，在通过-SH在Au表面的自组装作用制备DNA修饰电极。马丽等利用SAM技术，将巯己基修饰的具有乙肝病毒DNA固定在Au电极表面，成功地检测到血清乙肝病毒(马丽,白燕,刘仲明,等.血清样品中乙肝病毒的DNA电化学传感器检测.分析测试学报,2003,22:42-44)。其中将DNA固定到电极上的常规方法是通过DNA末端巯基固定到金电极上，Aric Opdahl等报道了四大碱基与金电极表面的作用，A>G≈C>>T(Aric Opdahl.Controlled and Efficient Hybridization Achieved with DNA Probes Immobilized Solely through Preferential DNA-Substrate Interactions.Anal.Chem.2010,82,2803–2810)。由于腺嘌呤与金电极表面具有强作用力，一系列利用polyA在金电极表面固定的电化学DNA传感器产生(Pei,H.；Li,F.；Wan,Y.；Wei,M.；Liu,H.；Su,Y.；Chen,N.；Huang,Q.；Fan,C.Designed Diblock Oligonucleotide for the Synthesis of Spatially Isolated and Highly Hybridizable Functionalization of DNA-Gold Nanoparticle Nanoconjugates.J.Am.Chem.Soc.2012,134,11876-11879；Zhang,X.,Surface Science of DNA Adsorption onto Citrate-Capped Gold Nanoparticles.Langmuir 2012,28,3896-3902)。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种可以双组份同时检测的DNA生物传感器，实现对特定目标序列的特异性检测。

目的之二是提供上述DNA生物传感器的制备方法。

目的之三是提供上述DNA生物传感器的制备方法用于检测特定序列的方法。