论文摘要
DNA电化学生物传感器是近几年发展起来的一种全新的生物传感器。它既具有DNA杂交反应的高度特异性,又具有灵敏度高、响应快、操作方便、无污染、价格低廉等特点,已被广泛应用于食品工业、疾病诊断、药物分析、环境监测等领域。DNA是生物体的基本遗传物质,一些化学物质易与其形成加合物。因DNA加合物能够反映化学污染物与DNA的作用情况,因此可以用作生物标志物来评价和预测污染物的潜在致癌性。结合上述两方面内容,DNA电化学生物传感器有望提供一种全新的检测技术,在污染物的检测方面具有广阔的应用前景。在传感器的构建过程中,如何有效利用生物分子的固定技术及选择合适的固定材料决定着DNA电化学生物传感器的稳定性、选择性和灵敏性等主要性能。同时,选择合适的杂交指示剂也是DNA电化学生物传感器研制的关键技术之一。本论文设计了两种新型的DNA电化学生物传感器,并研究了除草剂莠去津与DNA二者之间的相互作用。研究内容主要分为以下三部分:（1）用电化学氧化法使玻碳电极表面氧化生成羧基,利用偶联活化试剂将1.0代树状高分子（G1 PAMAM）固定在玻碳电极表面,并通过共价结合固定ssDNA,制备了一种新型的DNA电化学生物传感器。以亚甲基蓝为指示剂,采用循环伏安法,示差脉冲伏安法等电化学方法对DNA电化学生物传感器进行了表征。结果发现,通过亚甲基蓝与双链dsDNA作用的氧化还原电流的变化,可以识别和定量检测溶液中互补的ssDNA片段。（2）采用紫外吸收光谱法、荧光光谱法以及电化学方法研究了莠去津与鲱鱼精DNA的相互作用,探讨了莠去津对DNA的损伤及其毒性作用机制。结果表明,莠去津与鲱鱼精DNA作用后,莠去津的紫外光谱呈现减色效应,并有轻微红移现象,而其荧光光谱强度明显增强;循环伏安法显示莠去津与DNA作用能引起莠去津还原电位正移,峰电流减小。以上实验结果表明,莠去津平面分子能够嵌插到DNA双螺旋链中,形成较稳定的加合物。（3）将4.0代树状高分子（G4 PAMAM）与壳聚糖按一定比例混合后,利用壳聚糖的成膜特性,将G4 PAMAM固定在玻碳电极上,然后利用EDC的偶联活化作用将氨基基团与ssDNA 5′端的磷酸基团共价结合,选用[Co（phen）3]3+做指示剂,制备了一种新型的DNA电化学生物传感器。通过循环伏安法、示差脉冲伏安法和交流阻抗法对DNA的固定杂交情况进行了表征,并对溶液中的莠去津进行了检测。结果表明,此方法能增加修饰层上DNA探针的固定量,并使固定的ssDNA保持伸展状态,有利于杂交的进行,同时发现该传感器对莠去津具有较灵敏的响应。