电化学基于离子液体修饰碳糊电极纳米电化学DNA传感器和运用

摘要：食品安全对食品的品质和食品中致病微生物的检测提出了更高的要求。将电化学生物传感技术与生物学基因扩增技术相结合，针对食品或其中所含致病微生物的内源基因序列进行检测，可建立一种运用于食品安全的检测新策略。纳米材料因其优异的电化学性质和生物兼容性，在生物传感器的设计和运用中显示出巨大的进展潜力。特别是纳米材料运用于DNA传感器中探针的固定，已成为目前热门的探讨对象。本论文主要包括以下内容：分别将Co_3O_4纳米棒、Fe_3O_4介孔球与石墨烯均匀混合，采取壳聚糖涂膜法将纳米复合材料修饰在离子液体碳糊电极表面，利用扫描电子显微镜、循环伏安、电化学交流阻抗等策略对修饰电极进行了表征；将探针ssDNA利用静电吸附作用固定在修饰电极表面，制备出DNA修饰电极，进而与目标序列杂交；利用亚蓝为电化学杂交指示剂，微分脉冲伏安法记录亚蓝在不同DNA电极上的电化学信号，以而完成对目标序列的检测。分别对食用肉中提取的金葡萄球菌和大豆的特点基因序列的聚合酶链式反应扩增产物进行了有效检测。利用巯基烷烃分子与金的特异性结合能力，将巯基乙酸分别自组装在电沉积金修饰的离子液体碳糊电极和石墨烯/离子液体碳糊电极表面形成单分子膜；使活化后的羧基与带有氨基的探针DNA形成酰胺键，将探针固定在修饰电极表面；利用亚蓝为电化学杂交指示剂，微分脉冲伏安法记录亚蓝的电化学信号，完成对花生和单核增生李斯特氏菌的内源基因序列的检测。同时对实际样品中提取DNA的聚合酶链式反应扩增产物进行了有效检测。结果表明，本论文中构建的4种电化学DNA传感器对特定序列的检测有较高的灵敏度和选择性，可以清晰识别与目标序列相关的错配序列和非互补序列。关键词：石墨烯论文纳米复合材料论文电化学还原论文离子液体碳糊电极论文电化学DNA传感器论文

摘要4-5

ABSTRACT5-10

第一章 文献综述10-34

1.1 离子液体修饰碳糊电极10-13

1.1.1 离子液体10-11

1.1.2 离子液体修饰碳糊电极的制备策略11

1.1.3 离子液体修饰碳糊电极在电化学传感器中的运用11-13

1.2 电化学 DNA 传感器13-23

1.2.1 脱氧核糖核酸13

1.2.2 电化学 DNA 传感器的原理和结构13-14

1.2.3 DNA 生物传感器的分类14-16

1.2.4 DNA 在电极表面的固定化技术16-20

1.2.5 杂交反应的电化学指示20-22

1.2.6 电化学检测策略22-23

1.2.7 电化学 DNA 传感器的探讨展望23

1.3 纳米材料在电化学 DNA 传感器中的运用23-26

1.3.1 纳米材料的定义及特性23-24

1.3.2 纳米材料在电化学 DNA 传感器中的运用24-26

1.4 本论文的基本思路和目的26-27

备49

3.1.3 电化学 DNA 生物传感器的制备49

3.1.4 指示剂的嵌入与电化学测定49-50

3.1.5 大豆 Lectin 基因的 PCR 扩增50

3.2 结果与讨论50-57

3.2.1 Fe_3O_4-GR 复合材料的显微形貌探讨50-51

3.2.2 CTS/Fe_3O_4-GR/CILE 的电化学表征51-53

3.2.3 MB 在不同的修饰电极上的微分脉冲伏安法探讨53-54

3.2.4 制备条件的优化54-55

3.2.5 对目标序列的杂交检测55-56

3.2.6 对大豆内源基因 PCR 产物的检测56-57

3.3 本章小结57-58