基于表面接近杂交效应的高灵敏电化学核酸传感器构筑及性能研究

摘要

本论文主要基于动态DNA自组装调控的依靠接近效应的表面杂交策略构筑了三种电化学DNA生物传感器，实现了对与疾病相关的靶标DNA高灵敏、高选择性分析检测。
　　1.基于DNA燃料靶标循环机制调控的依靠接近效应的表面杂交电化学方法，用于一步、无酶、放大灵敏检测靶标DNA。其中DNA燃料靶标循环机制由两次Toe-hold介导的等温链置换反应(TSDR)所驱动。在该策略中，DNA燃料靶标循环机制的动态DNA自组装过程中，通过均相的靶标特异识别和放大转化，形成DNA脚手架-TS+FS形成的两链复合物，促进其自发依靠接近效应与电极表面SH-DNA进行稳定杂交。此时，由于信号分子Fc靠近电极表面，更加有利于与电极进行电子传递与转移，产生电化学响应。该方法针对靶标DNA可实现0.29 fM检测限。
　　2.基于杂交链式反应HCR调控的依靠接近效应的表面杂交进行DNA动态自组装策略，建立一个动态的、无酶的、灵敏的电化学核酸检测新方法。首先，设计发夹探针HP1、HP2，其中HP2-5’标记亚甲蓝MB的突出碱基片段，可与电极表面固定的SH-DNA互补杂交。当加入靶标时，通过连续的链置换反应，引发HP1、HP2发夹进行级联自组装，最终形成线性的DNA串联体。由于在线性串联体中，发夹HP2-5’末端突出的碱基序列相互靠近，增加其在电极表面的局部浓度，从而更加有力于其依靠接近效应，与SH-DNA进行表面杂交。此时，MB信号分子靠近电极表面，产生电化学响应。该方法针对靶标DNA可实现50 aM检测限。
　　3.基于靶标引发的等温链置换扩增反应SDA以及接近效应的表面杂交反应策略，调控DNA动态自组装，实现对靶标DNA的超灵敏检测分析。引入酶辅助的等温链置换反应SDA，不仅可以实现靶标循环信号放大；而且通过等温链置换反应SDA产生大量自由单链DNA可与信号探针SP互补杂交，使信号探针SP末端突出的碱基序列相互靠近，促进其与SH-DNA依靠接近效应发生稳定的表面杂交，使MB信号分子靠近电极表面，产生信号响应，以此巧妙实现靶标DNA的检测。

目录

第一章 前言

1.1 DNA生物传感器简介

1.2 等温信号扩增策略的生物传感器

1.3依靠接近效应表面杂交的生物传感器

1.4 电化学传感发展的新趋势

1.5 课题意义及主要内容

第二章 基于DNA燃料靶标循环机制调控的依靠接近效应的表面杂交的电化学核酸传感器

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 基于杂交链式反应机制调控的依靠接近效应的表面杂交核酸传感器

3.1 引言

3.2实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 基于聚合酶和内切酶介导的等温链置换反应以及依靠接近效应的表面杂交反应构筑的DNA生物传感器

4.1 引言

4.2实验部分

4.3 结果与讨论

4.3 小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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