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微囊藻作为淡水湖泊水华爆发藻类已被广泛报道,迫切需要建立一种工作原理简单易行、分析速度快、灵敏度较高的定量检测方法,能够对水体特别是饮用水源地中的微囊藻进行检测。电化学DNA生物传感器以其快速、简单、廉价等优势,在临床诊断、医药、环境监测、食品安全和生物工程等领域应用前景广阔。本文以研制检测微囊藻特征DNA序列的电化学生物传感器为目标,研制了三种检测杂交反应的DNA传感器。
利用自组装单分子膜法,将5’端修饰巯基的微囊藻16s rRNA探针自组装到金电极表面,6-巯基己醇为稀释剂。采用线性扫描伏安法,Hoechst33258作为指示剂,探讨了自组装时间,MCH浸泡时间及杂交液离子浓度等实验条件对杂交信号的影响。结果表明该传感器具有较高的选择性,且峰电流值与目标DNA浓度在1×10-8~1×10-6M范围内呈良好的线性关系,检测限为8.1×10-9M。
其次,基于直接电化学的丝网印刷电极制作的电化学DNA生物传感器。通过外加电压的方式将微囊藻单链DNA探针固定在丝网印刷电极表面。利用鸟嘌呤自身氧化行为,采用循环伏安法和微分脉冲伏安法对DNA固定与杂交过程进行检测。实验探讨了探针固定条件、杂交时间等参数的影响。结果表明在1×1O-9~1×10-7M范围内该传感器具有较好的线性关系,检测限为3.0×10-9M。
最后,探索了金纳米修饰的丝网印刷电极。通过电沉积的方法将金纳米沉积到电极表面,5’端修饰巯基的微囊藻探针自组装固定到电极表面。以亚甲基蓝(MB)为指示剂,采用微分脉冲伏安法对DNA固定与杂交过程进行表征。实验对金纳米沉积条件,MB富集时间等因素进行了优化。该DNA生物传感器可检测杂交前后的电化学信号改变,进而实现溶液中目标DNA的检测。