DNA与量子点等物质的相互作用及8-羟基-2-脱氧鸟嘌呤核苷的测定研究

摘要

脱氧核糖核酸(DNA)修饰电极的应用发展迅速,使得人们能够用表面电化学方法研究DNA与其他物质的相互作用。羟基磷灰石(HAp)具有很好的生物相容性,能较好地保持DNA和蛋白质等生物分子的生物活性,所以利用HAp作为DNA的固定材料,进行DNA的表面电化学研究具有一定的优势。
　　DNA损伤产物8-羟基-2-脱氧鸟嘌呤核苷(8-OH-dG)的直接电化学检测目前研究不多,开展这方面的工作,对研究DNA的损伤机理、DNA的损伤与患癌危险性之间的关系具有重要的意义,对于预测肿瘤的发生发展具有一定的指导作用。
　　本论文利用羟基磷灰石溶胶将DNA溶解作为电极修饰液,通过滴涂法成功的将DNA固定到玻碳电极表面,研究了固定在电极表面的DNA与量子点以及一些小分子物质间的相互作用。我们还制备了DL-半胱氨酸/纳米金胶(DL-Cys/GNP)修饰玻碳电极,研究了DNA的损伤产物8-OH-dG在此修饰电极上的伏安行为及其直接电化学检测。
　　1.表面电化学-圆二色谱法研究DNA与茜素红S的相互作用
　　首次利用溶胶-凝胶法一步制备了纳米多孔羟基磷灰石(HAp)/DNA杂化膜修饰玻碳电极,HAp优良的生物相容性和独特的吸附性可以将DNA牢固地固定在HAp多孔薄膜上,而 DNA的大分子结构对 HAp膜也可以起到稳定剂的作用。采用表面电化学方法研究了固定在HAp薄膜中的DNA与溶液中茜素红S(ARS)之间的相互作用,实验结果表明,ARS和DNA之间存在着明显的插入作用,根据Langmuir公式可以计算出二者的作用常数为1.01×104 mol-1 L。
　　2. DNA/羟基磷灰石杂化膜修饰电极用于研究DNA与量子点的相互作用
　　本实验利用溶胶法制备了纳米多孔HAp,HAp优良的生物相容性和独特的吸附性可以将DNA牢固地固定在HAp多孔薄膜上,而DNA的大分子结构对HAp膜起到稳定剂的作用。采用循环伏安法和交流阻抗法系统地研究了电极表面固定DNA的稳定性以及固定的DNA与非电活性核壳型量子点CdTe/CdS之间的相互作用,实验结果表明,DNA可以牢固地固定在 HAp膜上并满足电化学研究的需要,量子点与DNA之间作用方式主要为插入作用,这种插入作用可以影响DNA的内部结构,与圆二色谱法得到的结果一致,并计算出了DNA与量子点的作用常数及吉布斯自由能变化。该研究对进一步研究量子点的毒性具有重要的参考价值,同时也为利用电化学方法研究DNA与非电活性物质的相互作用提出一个新的思路。
　　3.循环伏安法研究DNA与维生素B1的相互作用
　　本实验通过HAp有效的把DNA固定到了电极表面,并采用交流阻抗法对修饰电极进行了表征。借助于探针分子Co(phen)32+,采用循环伏安法研究了DNA与维生素B1之间的相互作用,随着VB1的加入,VB1与结合在DNA上的Co(phen)32+发生竞争反应,使Co(phen)32+的电化学信号降低。研究结果表明,DNA与维生素B1之间既存在插入作用又存在静电作用。
　　4. DNA氧化损伤标志物8-羟基-2-脱氧鸟嘌呤核苷在DL-半胱氨酸/纳米金胶修饰玻碳电极上的电化学行为及其伏安测定
　　制备了DL-半胱氨酸/纳米金胶(DL-Cys/GNP)修饰玻碳电极,研究了8-OH-dG在此修饰电极上的伏安行为。实验结果表明DL-半胱氨酸、纳米金胶能够有效促进8-OH-dG分子与电极之间的电子交换。在此修饰电极上,8-OH-dG和主要干扰物尿酸的氧化峰得到较好的分离。DL-Cys/GNP修饰玻碳电极对8-OH-dG的测定具有较高的灵敏度和较好的选择性,在评估人尿样中的8-OH-dG含量方面具有潜在的应用价值。

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前言

第一章 绪 论

1.1 DNA修饰电极的研究

1.2 DNA与其他小分子物质相互作用研究

1.3 氨基酸修饰玻碳电极检测8-羟基-2-脱氧鸟嘌呤核苷

第二章 表面电化学-圆二色谱法研究DNA与茜素红S的相互作用

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

第三章 DNA/羟基磷灰石杂化膜修饰电极用于研究DNA与量子点的相互作用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

第四章 循环伏安法研究DNA与维生素B1的相互作用

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.2 结论

第五章 DNA氧化损伤标志物8-羟基-2-脱氧鸟嘌呤核苷在DL-半胱氨酸/纳米金胶修饰玻碳电极上的电化学行为及其伏安测定

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 结论

结语与展望

参考文献

附录

致谢

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