DNA-碳纳米管修饰金电极的示差脉冲伏安图
作为生命遗传物质载体, DNA的研究是生命科学研究中的重要方面. 生物样品中特定DNA序列的测定在生物医学领域具有重要意义, 其结果可用以对遗传性和传染性疾病进行鉴别和检测. DNA生物传感器是进行DNA结构分析和检测的重要手段.
电化学DNA传感器是近年来迅速发展的新型生物传感器. 这类传感器具有选择性好、测试费用低及联机化的优点, 又有电分析化学的不破坏测试体系、不受颜色影响和简便操作等特点. 鞠熀先等对电化学DNA传感器的原理及应用曾作出总结, 并评述了发展趋势. 电化学DNA传感器的灵敏度在很大程度上直接依赖于杂交指示剂对dsDNA的选择性, 所以选择合适的杂交指示剂对提高电化学DNA传感器的性能是至关重要的. 电活性小分子阿霉素被发现是一种很好的DNA杂交指示剂.
碳纳米管独特的结构和优异的性质受到研究人员的极大关注. 要使碳纳米管得到应用必须对碳纳米管进行化学功能化, 使其能够与其他分子或表面相连. 用化学功能化的碳纳米管对电极表面进行修饰时, 可将材料本身的物化特性引入电极界面, 同时也会拥有纳米材料的大比表面积、粒子表面带有较多的功能基团等特性,从而对某些物质的电化学行为产生特有的催化效应. 当把羧基化的CNTs涂膜在玻碳电极上, 制成的修饰电极对多巴胺, 抗坏血酸等生物分子的电化学氧化具有电催化作用. 将CNTs修饰的电极制成生物传感器的研究发现, CNTs可以促进酶与电极之间的电子转移.CNTs应用于DNA生物传感器的研究的报道较少.
浙江大学化学系唐婷等人利用化学偶联法将末端修饰氨基的寡聚核苷酸固定在表面修饰有羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)的金电极表面,制备新型核酸探针, 可以特异性结合目标单链寡聚核苷酸. 以阿霉素作为嵌合指示剂, 利用示差脉冲法测定杂交的结果. 经过实验条件的优化, 测定DNA浓度在1.0×10－6～1.0×10－9 mol/L呈良好的线性关系. 检测限为: 2.54×10－10mol/L. 碳纳米管特有的纳米结构对检测结果的放大作用, 提高了该传感器的检测限和灵敏度.