染料分子与DNA相互作用的研究及巯基自组装基因电化学传感器的制备与表征

论文摘要

本论文用电化学方法和紫外-可见光谱法研究了两种染料小分子物质罗丹明B（RB）和甲苯胺蓝（TB）与DNA的相互作用,并将DNA成功的自组装到巯基修饰金电极上,以亚甲蓝为杂交指示剂,制备了具有良好性能的DNA电化学基因传感器。 论文主要由四部分组成:第一部分综述了DNA与小分子的作用和DNA电化学传感器的研究方法及意义;第二、三部分分别研究了罗丹明B（RB）和甲苯胺蓝（TB）的电极过程及与DNA的相互作用,通过对加入DNA前后它们的氧化还原峰电流、峰电位及一些电化学参数如电子转移系数α和电极反应标准速率常数ks′的变化的研究发现,它们均可与DNA发生结合作用,并分别求出了它们的结合比m和结合常数β。探讨了它们与DNA结合反应的条件和模式,发现RB与DNA发生了沟槽结合作用,TB与DNA发生了静电结合作用;第四部分研究了恒电位共价键合法将DNA成功的固定到巯基修饰的金电极上,用电化学方法进行了表征,发现制得的DNA电化学基因传感器性能较好。最后作了总结。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 文献综述
• 1.1 DNA的组成和结构
• 1.2 小分子与DNA作用的研究
• 1.2.1 与DNA作用的小分子的分类
• 1.2.2 小分子与DNA作用的模式
• 1.2.2.1 非共价结合
• 1.2.2.2 共价结合
• 1.2.2.3 剪切作用
• 1.2.3 小分子与DNA作用的研究方法
• 1.2.3.1 电化学法
• 1.2.3.2 光谱方法
• 1.2.3.3 序列凝胶电泳及足印迹分析技术
• 1.2.3.4 粘度法
• 1.2.4 小分子与DNA作用的研究展望
• 1.3 DNA电化学生物传感器的研究
• 1.3.1 DNA生物传感器的结构及类型
• 1.3.2 DNA电化学生物传感器的原理
• 1.3.3 DNA电化学生物传感器的制备与表征
• 1.3.3.1 DNA电化学传感器的制备
• 1.3.3.2 DNA电化学传感器的表征
• 1.3.4 DNA电化学杂交指示剂
• 1.3.4.1 杂交指示剂的指示原理
• 1.3.4.2 杂交指示剂和DNA的结合方式
• 1.3.4.3 常用的杂交指示剂
• 1.3.5 杂交指示剂的应用
• 1.3.6 DNA电化学传感器的研究展望
• 参考文献
• 2 电化学法研究罗丹明B与DNA识别作用
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 仪器与试剂
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.2.1 循环伏法
• 2.1.2.2 紫外可见光谱法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 RB与DNA作用的紫外可见光谱图
• 2.2.2 RB-DNA识别作用电化学行为的探讨
• 2.2.2.1 RB在玻碳电极上的电化学行为
• 2.2.2.2 RB与DNA识别作用的循环伏安图
• 2.2.2.3 扫速对RB-DNA识别体系峰电流的影响
• 2.2.3 RB与DNA识别作用条件的优化
• 2.2.3.1 pH值的影响
• 2.2.3.2 反应时间的影响
• 2.2.3.3 温度的影响
• s^′及电子转移系数α的测定'>2.2.4 反应速率常数k_s^′及电子转移系数α的测定
• 2.2.5 RB-DNA结合反应常数的测定
• 参考文献
• 3 甲苯胺蓝与DNA相互作用的电化学研究及分析应用
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.2.1 循环伏安法
• 3.2.2.2 紫外-可见吸收光谱法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 TB在玻碳电极上的电化学行为
• 3.3.2 TB-DNA相互作用的电化学及光谱证据
• 3.3.3 TB与DNA作用条件的优化
• s′测定'>3.3.4 电子转移系数α及电极反应标准速率常数k_s′测定
• 3.3.5 TB-DNA结合比m及结合常数β的计算
• 3.3.6 分析应用
• 3.3.6.1 线性范围、检测限与精密度
• 3.3.6.2 共存物质的影响
• 3.3.6.3 混合试样的分析
• 参考文献
• 4 巯基自组装修饰恒电位共价键合法固定基因电化学传感器的制备与表征
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.2.1 金电极的预处理
• 4.1.2.2 巯基乙醇自组装膜修饰金电极的制备
• 4.1.2.3 dsDNA／SAM／Au基因修饰金电极的制备
• 4.1.2.4 ssDNA／SAM／Au电极的制备
• 4.1.2.5 电化学检测
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 金电极预处理效果的检测
• 4.2.2 DNA组装的电化学表征
• 4.2.3 亚甲蓝在dsDNA／SAM／Au和ssDNA／SAM／Au上的伏安信号
• 4.3 结论
• 参考文献
• 结论
• 致谢
• 攻读学位期间已发表和待发表的相关学位论文题录