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电化学dna传感器的研制及其医学应用

分析测试学报 2005年第1期24卷 123-128页

作者：邹小勇陈汇勇李荫中山大学化学与化学工程学院湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南长沙410082

对近几年发展起来的电化学dna传感器的研究工作进行了讨论 ,详细论述了该类传感器的工作原理、探针固定化技术、杂交指示剂的类型以及在基因诊断、药物分析等方面的医学应用 ,并展望了应用前景和发展方向。

关键词：电化学dna传感器杂交指示剂修饰电极基凶诊断

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电化学dna传感器研究进展

传感器技术 2002年第3期21卷 58-60,64页

作者：马丽白燕刘仲明刘芳暨南大学化学系广东广州510632 广州军区广州总医院广东广州510010

电化学脱氧核糖核酸dna(desoxyribonucleicacid)传感器作为一种全新思想的生物传感器 ,对临床医学和遗传工程的研究具有深远的意义和应用价值 ,已逐渐成为分子生物学和生物技术研究的重要领域。简要介绍了电化学dna传感器的原理。

关键词：电化学dna传感器基因诊断金电极自组装生物传感器

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材料导报 2014年第19期28卷 130-134页

作者：杨琳琳李曦王梦梦闫松龄刘信李小雨胡善洲焦龙华武汉理工大学理学院武汉430070

电化学dna传感器作为一种新型的生物传感器,在基因诊断及药物分析等方面具有重要的应用价值。结合近年来电化学dna传感器的研究进展,简述了其检测过程,介绍了dna电化学传感器所使用的电极修饰材料,详细论述了探针固定技术及信号检测方法... 详细信息

电化学dna传感器作为一种新型的生物传感器,在基因诊断及药物分析等方面具有重要的应用价值。结合近年来电化学dna传感器的研究进展,简述了其检测过程,介绍了dna电化学传感器所使用的电极修饰材料,详细论述了探针固定技术及信号检测方法,并展望了其发展及应用前景。

关键词：电化学dna传感器探针固定电信号检测电极修饰材料

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基于电化学dna传感器的LAMP检测方法

传感器世界 2024年第8期30卷 55-55页

申请号:202410558515.7【申请日】2024.05.08【公开号】CN118127133A【公开日】2024.06.04【分类号】G01N27/26;G01N27/48;C12Q1/6844【申请人】常州先趋医疗科技有限公司【发明人】关国良;王立新;贾瑶瑶【摘要】本发明属于电化学dna传... 详细信息

申请号:202410558515.7【申请日】2024.05.08【公开号】CN118127133A【公开日】2024.06.04【分类号】G01N27/26;G01N27/48;C12Q1/6844【申请人】常州先趋医疗科技有限公司【发明人】关国良;王立新;贾瑶瑶【摘要】本发明属于电化学dna传感器检测领域,具体提供了一种基于电化学dna传感器的LAMP检测方法,包括:电化学dna传感器制备;通过核酸外切酶Ⅲ对LAMP产物进行预处理;通过电化学dna传感器制备对预处理后的LAMP产物进行电信号检测。应用核酸外切酶Ⅲ对LAMP扩增产物进行处理,使得LAMP产物中靶标区域单链dna暴露出来,增强电化学dna传感器检测的灵敏度,整个检测过程无需洗涤,避免了复杂的操作,减少误差。

关键词：电化学dna传感器分类号王立新 LAMP 核酸外切酶Ⅲ 检测过程单链dna 电信号检测

基于纳米金胶标记dna探针的电化学dna传感器研究

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高等学校化学学报 2003年第8期24卷 1390-1394页

作者：蔡宏王延琴何品刚方禹之华东师范大学化学系上海200062

以纳米金胶为标记物 ,将其标记于人工合成的 5 -端巯基修饰的寡聚核苷酸片段上 ,制成了具有电化学活性的金胶标记 dna电化学探针 ;在一定条件下 ,使其与固定在玻碳电极表面的靶序列进行杂交反应 ,利用 ss dna与其互补链杂交的高度序... 详细信息

以纳米金胶为标记物 ,将其标记于人工合成的 5 -端巯基修饰的寡聚核苷酸片段上 ,制成了具有电化学活性的金胶标记 dna电化学探针 ;在一定条件下 ,使其与固定在玻碳电极表面的靶序列进行杂交反应 ,利用 ss dna与其互补链杂交的高度序列选择性和极强的分子识别能力 ,以及纳米金胶的电化学活性 ,实现对特定序列 dna片段的电化学检测以及对 dna碱基突变的识别 .

关键词：纳米金胶标记 dna探针电化学dna传感器杂交反应生物传感器

电化学dna传感器用于急性白血病相关物质的检测

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电化学DNA传感器用于急性白血病相关物质的检测

作者：宋岱珉青岛大学

学位级别：硕士

急性白血病对儿童身体健康危害极大,其分型和全面诊断对及时有效治疗意义重大。从遗传角度来看急性白血病是由基因突变(如p53基因)引起的,这些基因的突变会引起突变细胞在形态及分子水平上的变化并引发细胞大量恶性增殖。由于癌症的发... 详细信息

急性白血病对儿童身体健康危害极大,其分型和全面诊断对及时有效治疗意义重大。从遗传角度来看急性白血病是由基因突变(如p53基因)引起的,这些基因的突变会引起突变细胞在形态及分子水平上的变化并引发细胞大量恶性增殖。由于癌症的发生和恶性发展主要是由复杂的分子水平上的变化所诱导的,因此对分子水平的分析物(如溶菌酶Lys和γ-干扰素IFN-γ)进行灵敏及特异性检测有助于了解患者的免疫水平和疾病分型,从而辅助诊断。电化学dna传感器因具有诸多优点近年来在特定序列dna检测、目标蛋白检测方面应用广泛。其中,兼容性特点使电化学传感器在物质的同时检测方面受到人们广泛关注。而随着人们对信号放大技术研究的不断深入,对检测灵敏度有显著提高的信号放大策略也越来越多的被应用于分析领域。本文基于信号放大策略以及多种分析物同时检测目的,建立电化学dna传感器用于急性白血病相关物质(p53基因、Lys、IFN-γ)检测。基于四重信号放大策略构建了免标记电化学传感器用于超灵敏检测p53基因。利用dnazyme的催化性能、切刻内切酶(*** I)协助的目标循环策略、AuNPs大的比表面积和极好的电催化能力以及石墨烯(GR)大的比表面积和极好的电子转移能力对检测信号进行放大。该传感器可检测到3.29×10-16 M的p53基因。利用dnazyme的催化产生信号避免了复杂的标记过程。基于适体识别和电化学signal-on、signal-off模式利用一个电极构建了新颖的双重传感器首次用于急性白血病两种分析物(Lys和IFN-γ)同时检测。该传感器制备方法简单,可经过简单步骤再生并具有较高的检测灵敏度。此外,该传感器具有良好的抗干扰性并可用于实际样品的检测。

关键词：电化学dna传感器信号放大同时检测急性白血病

电化学dna传感器检测有害物质及其代谢产物对dna的损伤作用

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电化学DNA传感器检测有害物质及其代谢产物对DNA的损伤作用

作者：王苹苹南昌大学

学位级别：硕士

本文主要是制备新型电化学dna传感器,用于有害物质及其代谢产物对dna损伤的检测。本文利用各种电化学分析方法及模拟人体环境构建体外模型,同时检测有害物质及其代谢产物对dna损伤的作用。该研究致力于发展新的体外dna损伤检测模式,拓... 详细信息

本文主要是制备新型电化学dna传感器,用于有害物质及其代谢产物对dna损伤的检测。本文利用各种电化学分析方法及模拟人体环境构建体外模型,同时检测有害物质及其代谢产物对dna损伤的作用。该研究致力于发展新的体外dna损伤检测模式,拓展了电化学dna生物传感器的应用范围,使得电化学传感器在临床检验、环境检测、医学验证等的应用成为可能。文章中对dna损伤的类型及其方式进行了介绍,回顾和概述了一些常见dna损伤的检测方法,综述了电化学dna传感器的发展历程和研究现状。并对电化学dna传感器检测dna损伤的应用前景做了展望。为了构建功能化的dna传感器和建立dna损伤体外监测的新模式,我们开展了以下的工作： 1.建立吠喃西林及其代谢产物硝基自由基对dna的损伤的电化学检测新方法。首先我们考察了呋喃西林随pH值变化的电化学行为,发现pH值大于7时有硝基自由基还原峰产生,表明呋喃西林代谢过程中产生了中间产物硝基自由基。随后研究了dna与呋喃西林相互作用的可能机制,实验证明两者存在静电作用。此外我们利用dna生物传感器结合电化学探针邻菲罗啉咕[Co(phen)32+]对呋喃西林导致的dna损伤进行了直接和间接测定,发现呋喃西林及其代谢中问产物硝基自由基均对dna有损伤作用,而且代谢过程中产生的自由基造成的dna氧化损伤对人体健康的威害更大。原子力显微镜的结果进一步验证了呋喃西林对dna的损伤机制。最后利用构建的dna生物传感器实现了呋喃西林的定量检测,线性范围和检测限分别为2.50～37.5×10-6mol L-1和0.8×10-6mol L-1,并成功地用于实际样品滴鼻液中呋喃西林的测定。 2.构建dna/聚二苯胺磺酸钠复合修饰电极,实现对儿茶酚的选择性检测并用于dna损伤作用机制的研究。首先利用交流阻抗、循环伏安和原子力显微镜对修饰电极的构建过程进行表征。据发现该电极能较好地分开对苯二酚和儿茶酚的氧化峰,并且显著地增强了儿茶酚的电化学响应,说明该电极可以高灵敏、高选择地检测儿茶酚。在优化的实验条件下建立了儿茶酚的标准曲线,据发现线性范围和检测限分别为7.50～82.5×10-7molL-1和6.48×10-7molL-1。该方法用于湖水样中儿茶酚的检测,结果令人满意。此外本实验还利用电化学探针邻菲罗啉咕[Co(phen)33+]研究了儿茶酚及代谢产物羟基自由基对dna的损伤作用机制。 3.构建dna/氯化血红索/Nafion-石墨烯修饰的玻碳电极,建立检测苯并芘及其酶代谢产物对dna的损伤作用的新方法。电化学和原子力显微镜用于对修饰过程进行表征。修饰电极分别浸泡在苯并芘、双氧水或苯并芘与双氧水的混合溶液中,微分脉冲伏安对其研究,发现经过苯并芘溶液浸泡的电极没有氧化峰出现,而经过双氧水和混合溶液浸泡的电极检测到了dna鸟嘌呤的氧化峰,且混合溶液浸泡的峰电流显著增大,这表明氯化血红素与双氧水可以模拟细胞色素P450代谢苯并芘,并证明苯并芘本身对dna基本没有损伤作用,而其代谢产物对dna有明显的损伤。该生物传感器提供了一种dna损伤作用机制研究的新思路,预期能拓展用于环境污染物、药物及药物代谢产物对dna损伤的研究。此外本实验还利用交流阻抗和紫外可见光谱验证电化学方法所得到的结果。利用苯并芘的浓度与dna鸟嘌呤的电流建立校正方程,线性范围和检测限分别为20.0～220.0×10-9mol L-1和为11.2×10-9mol L-1。

关键词：电化学dna传感器 dna损伤有害物质代谢产物

电化学dna传感器的构建及其在基因点突变识别中的应用

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电化学DNA传感器的构建及其在基因点突变识别中的应用

作者：李凤琴哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

基因点突变是导致各类致病菌变异的根本原因之一。开发高性能点突变识别技术对深入认识致病菌遗传特性、开发高效低毒靶向药物和保护人类身心健康具有重要意义。到目前为止,在所发展的各类识别技术中,传统方法普遍存在操作繁琐费时、仪... 详细信息

基因点突变是导致各类致病菌变异的根本原因之一。开发高性能点突变识别技术对深入认识致病菌遗传特性、开发高效低毒靶向药物和保护人类身心健康具有重要意义。到目前为止,在所发展的各类识别技术中,传统方法普遍存在操作繁琐费时、仪器价格昂贵和识别能力差等缺点,实际应用价值很小;新兴的检测方法中,电化学dna（E-dna）生物传感器展示出构建成本低廉、操作简单快速、灵敏度高、选择性好和抗污染能力强等优点,既易于微型化,又便于实现在线监测,与其他技术相比,更具有实际应用前景,极具研究开发价值。本论文以开发点突变识别能力强且灵敏度高的检测方法为目标,利用电活性指示剂标记探针和分子信标技术,通过捕获探针和信号探针的组合变化,构建了两类新型E-dna传感器并将其用于大肠杆菌基因点突变识别检测,具体工作如下:一、基于竞争替换杂交诱导构型变化的思路构建了一类信号增益型传感器。该传感器由直线型捕获探针和茎环型信号探针杂交形成双链结构,将标记在信号探针上的电活性指示剂亚甲基蓝（MB）拉至电极远端,背景电流信号小;加入目标dna后,其与捕获探针杂交形成的更稳定双链将信号探针释放,释放出的信号探针恢复茎环结构将MB拉近电极表面,检测电流信号增强,其电流信号变化与目标dna浓度成正比。实验优化了探针比例、混合探针浓度、杂交温度、工作介质离子强度、pH值、支持碱基链和封闭支持溶剂链长度影响传感器构建的7个主要参数,采用电化学交流伏安和循环伏安技术对传感器进行了表征,从多个方面对传感器性能进行了评价。该传感器用于目标dna检测,线性范围为10-12～10-9 M,检测限为1 pM;用于单和两个点突变识别分析,其在纯工作介质和50%小牛血清中的识别因子分别为 2.0±0.2、5.3±0.4 和 1.6±0.1 和 2.9±0.3;二、基于上一个传感器的内在特点和研究结果,重新优化了结构,目的是进一步提高检测灵敏度和点突变识别能力。该传感器采用捕获探针-目标dna-信号探针（CP-T-SP）工作模式,构建简单,由一条嫁接于金电极表面的捕获探针和一条游离于工作介质中的信号探针组成,信号探针游离使电活性MB远离电极表面,与前一个传感器相比,背景电流信号极剧减小;加入目标dna后,其两部分分别与捕获探针和信号探针杂交形成“夹心桥梁型”双链结构,将MB拉近电极表面,检测电流信号增强,其变化与目标dna浓度成正比。实验优化了捕获探针浓度、信号探针浓度、杂交温度、工作介质离子强度和pH值影响传感器构建的5个主要参数,采用电化学交流伏安和循环伏安技术对传感器进行了表征,从多个方面对传感器性能进行了评价。该传感器用于实际目标大肠杆菌Lac Z基因序列检测,线性范围为10-13～10-10 M,检测限低至～30 fM;用于7个不同位置的单和多个点突变识别分析,其在纯工作介质和自来水、纯净水、牛奶、啤酒以及花生牛奶饮料5个不同实际体系中的识别因子分别介于7.6±0.8～95.0±14、7.9±0.6～106.0±16、8.0±0.6～107.6±16、7.9±0.5～116.6±18、8.1±0.8～108.0±18和8.0±0.6～124.1±20之间,并在实际复杂体系中展示出优良的工作性能。

关键词：电化学dna传感器点突变识别亚甲基蓝大肠杆菌基因序列

重组酶聚合酶扩增结合电化学dna传感器检测日本血吸虫方法的建立

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中国寄生虫学与寄生虫病杂志 2020年第2期38卷 168-174页

作者：邓王平徐斌洪清华王盛琳吕超李银龙宋世平陈军虎许静李石柱胡薇周晓农中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所国家热带病研究中心世界卫生组织热带病合作中心科技部国家级热带病国际联合研究中心卫生部寄生虫病原与媒介生物学重点实验室上海200025 复旦大学生命科学学院微生物学与微生物工程系上海200043 中国科学院上海应用物理研究所上海201800

目的联合重组酶聚合酶扩增及电化学dna传感器检测技术,建立一种敏感、特异且简单的日本血吸虫(Schistosoma japonicum)核酸检测方法。方法提取日本血吸虫基因组dna,以Sj R2基因片段为靶序列,设计重组酶聚合酶扩增(RPA)引物与探针,与电化... 详细信息

目的联合重组酶聚合酶扩增及电化学dna传感器检测技术,建立一种敏感、特异且简单的日本血吸虫(Schistosoma japonicum)核酸检测方法。方法提取日本血吸虫基因组dna,以Sj R2基因片段为靶序列,设计重组酶聚合酶扩增(RPA)引物与探针,与电化学dna传感器(EC)检测技术联合,将探针固定于多通道电极芯片进行界面RPA扩增及电化学检测,建立日本血吸虫核酸等温检测方法。优化RPA反应条件,通过检测10^-4、10^-5、10^-6、10^-7、10^-8ng日本血吸虫基因组dna,评价RPA-EC方法的敏感性;通过检测10 ng日本血吸虫、埃及血吸虫、曼氏血吸虫、卫氏并殖吸虫、大片吸虫及华支睾吸虫的基因组dna,评价RPA-EC方法的特异性。取10只6~8周龄C57成年小鼠,每鼠经腹部贴片感染40条日本血吸虫尾蚴,分别于感染前(0 d)和感染后7、21、35 d收集尾静脉血清,验证RPA-EC方法检测感染动物动态血清dna中Sj R2基因片段的可行性。结果RPA-EC联合检测方法可在37℃、30 min内完成SjR2基因片段的界面快速扩增及检测,成虫基因组dna的最低检出限可达10^-8ng,与曼氏血吸虫、埃及血吸虫、卫氏并殖吸虫、大片吸虫及华支睾吸虫基因组dna无交叉反应,具有较好的特异性。日本血吸虫感染小鼠实验结果显示,RPA-EC联合检测方法可高敏感检出感染后7、21、35 d等不同感染期小鼠血清中的SjR2基因片段。结论本研究所建立的RPA-EC联合检测方法敏感性高、特异性好、操作简便,具有一定的应用前景。

关键词：日本血吸虫重组酶聚合酶扩增电化学dna传感器早期检测