[发明专利]一种DNA生物传感器及其应用于测定DNA的方法

说明书

本发明涉及一种DNA生物传感器及其应用于测定DNA的方法。本发明的关键点在于基底PDMS是柔性材料决定了电极的柔性特性，银纳米线具有较低的电阻，决定了电极的良好导电性能，银纳米线上纳米金颗粒紧密排列，为巯基单链DNA在金上的固定提供了较大的表面积，良好的导电性及较高的活性表面积是制备出高灵敏度电化学传感器的保证。本发明采用滴涂的方法制备出均匀分布的银纳米线导电层、然后采用电化学沉积的方法在银纳米线上沉积出纳米金颗粒，其最大的优势在于简单易行、不需要合成纳米金，解决了纳米金较难制备的问题，同时解决了电化学检测中金活性表面积小的问题。

技术领域

本发明涉及生物传感器制备和电化学分析技术领域，具体涉及一种可用于DNA测定的新型电极的制备及测定方法。

背景技术

DNA(deoxyribonucleic acid)脱氧核糖核酸，是调控生物遗传的重要物质。DNA片段中的特定核苷酸序列决定了基因的遗传特性，DNA变异可能会对生物体产生巨大危害。因此，建立一种简单、快速、灵敏、特异性强的DNA检测方法是十分有必要的。目前，常见的DNA检测技术有基因芯片技术、DNA测序技术、荧光光谱、表面增强拉曼散射、电化学检测等技术。其中，基因芯片技术、DNA测序技术、荧光光谱、表面增强拉曼散射所需仪器复杂昂贵，对人员操作要求较高，检测费时且仪器较大不便于现场检测。现今电化学中构建的DNA检测电极多为硬质材料，大小形状不易控制，限制了电极的广泛应用。纳米材质的复合金属应用较少，致使检测灵敏度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有柔性、较高灵敏度的新型银纳米线/纳米金柔性复合电极(AuNPs/AgNWs/PDMS电极)及应用该电极制备的DNA生物传感器及其应用于测定DNA的分析方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种DNA生物传感器。所述DNA生物传感器是将巯基DNA固定在AuNPs/AgNWs/PDMS电极上。

所述AuNPs/AgNWs/PDMS电极的制备方法为：

以PDMS为柔性基底，用2％的聚乙烯醇(PVA)与5％的丙三醇(Gly)混合溶液在其表面修饰亲水表层，在亲水修饰层上均匀涂上一层银纳米线导电层，以KAuCl₄和H₂SO₄混合溶液为电解液，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为对电极，银纳米线导电层为工作电极，采用计时电流法在该导电层上进行电化学沉积金，制备出AuNPs/AgNWs/PDMS电极。

优选的，所述KAuCl₄和H₂SO₄混合电解液中，KAuCl₄浓度为0.01～0.05mol/L，H₂SO₄浓度为0.1～0.5mol/L。

优选的，电化学沉积金电位为-0.2V，沉积时间为400～1600s。

所述DNA生物传感器的制备方法为：

(1)将所述AuNPs/AgNWs/PDMS电极浸入含有巯基单链DNA(SH-ssDNA)探针的PBS溶液中充分反应，然后把电极放入空白PBS中，恒温搅拌，以除去非特异性吸附的DNA分子，然后浸入巯基乙醇(MCH)中，进一步消除非特异性吸附DNA分子并获得相对致密的DNA单分子层，后用PBS溶液和二次蒸馏水冲洗干净，氮气干燥；

(2)将巯基乙醇(MCH)修饰过的DNA探针电极浸入到不同浓度靶DNA的PBS溶液中，恒温水浴并搅拌，得到双链DNA(dsDNA)修饰电极，二次水和PBS溶液反复冲洗，以除去表面吸附的未杂交的靶DNA，氮气干燥，备用。

优选的，巯基单链DNA浓度为10^-7～10^-8，双链DNA浓度为10^-7～10^-9。