汞離子檢測(cè)的電化學(xué)DNA傳感器研究.pdf

1、近年來，水環(huán)境重金屬污染日益嚴(yán)重，給人類和環(huán)境造成了巨大的危害。重金屬污染的治理十分困難，應(yīng)防范于未然。因此，對(duì)水環(huán)境重金屬離子的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刻不容緩，對(duì)環(huán)境保護(hù)、健康醫(yī)療、食品監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有著重要的意義。隨著微電子集成工藝及DNA分子技術(shù)的發(fā)展，新型的可用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)分析的重金屬傳感器受到人們的重視。本文基于電化學(xué)原理，構(gòu)建了三種重金屬傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)汞離子的檢測(cè)。結(jié)合交流阻抗分析技術(shù)及T-Hg2+-T錯(cuò)配原理，構(gòu)建了兩種用于檢測(cè)汞離子的電

2、化學(xué)DNA傳感器，具有檢出限低，靈敏度高，重復(fù)性較好等優(yōu)點(diǎn)?；谖㈦娮蛹庸すに嚕瑯?gòu)建了一種基于微電極陣列的電化學(xué)傳感器，采用差分脈沖溶出伏安法實(shí)現(xiàn)對(duì)汞離子濃度的定量分析。
　　本文主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下：
　　1、設(shè)計(jì)檢測(cè)汞離子的雜交型DNA傳感器
　　深入研究了雜交型DNA傳感器的設(shè)計(jì)方法，通過將一端修飾巰基的DNA固定鏈自組裝到金電極表面，再與DNA探針鏈雜交，基于T-Hg2+-T錯(cuò)配與DNA雜交原理，采用電化學(xué)阻抗法

3、實(shí)現(xiàn)對(duì)汞離子的檢測(cè)。由于探針鏈富含胸腺嘧啶，能與汞離子特異性結(jié)合形成T-Hg2+-T錯(cuò)配結(jié)構(gòu)并與固定鏈分離，引起電化學(xué)信號(hào)的改變。通過對(duì)ssDNA固定時(shí)間、MCH封閉條件及雜交溫度等實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，不僅縮短了檢測(cè)時(shí)間，還提高了ssDNA固定的效果和檢測(cè)汞離子的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該傳感器的最低檢出限0.2nM，線性范圍為1-10nM。該傳感器的特點(diǎn)是利用DNA雜交和T-Hg2+-T錯(cuò)配原理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汞離子的高靈敏度檢測(cè)。
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4、、構(gòu)建檢測(cè)汞離子的“發(fā)卡型”單鏈DNA傳感器
　　深入研究發(fā)卡型單鏈DNA傳感器的設(shè)計(jì)方法，通過將富含胸腺嘧啶的DNA單鏈固定到金電極表面，DNA鏈通過T-Hg2+-T錯(cuò)配形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)，結(jié)合電化學(xué)阻抗分析技術(shù)，可檢測(cè)到由DNA結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致的電化學(xué)信號(hào)的改變。研究并改進(jìn)了DNA共固定的條件，優(yōu)化了共固定中DNA與MCH的混合比例，實(shí)現(xiàn)對(duì)Hg離子的定量檢測(cè)。該傳感器的最低檢出限0.4nM，線性范圍為2-10nM，具有較好的重復(fù)性。

5、r>　　3、探索了一種基于微電極陣列的汞離子檢測(cè)的電化學(xué)傳感器
　　基于微電子加工技術(shù)，構(gòu)建了一種基于微電極陣列的三電極電化學(xué)重金屬傳感器。該傳感器主要由金微電極陣列、銀電極和鉑電極組成。將金微電極陣列作為工作電極，鉑電極作為對(duì)電極，銀電極進(jìn)一步加工作為參比電極，結(jié)合差分脈沖溶出伏安法，實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬汞離子的定量檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的微電極陣列可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬汞離子的高靈敏度檢測(cè)。若進(jìn)一步結(jié)合DNA等生物材料，有望實(shí)現(xiàn)更高的