电化学DNA生物传感器检测小分子

电化学生物传感器在重金属检测领域研究进展1.电化学核酸生物传感器2.电化学酶基生物传感器3.电化学蛋白质生物传感器4.其他电化学传感器应用背景：重金属污染问题一直是全球最关注的问题之一。目前，重金属污染物主要采用紫外-可见分光光度计，原子吸收光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪等检测仪器对水质"底泥"空气"土壤和生物样品进行实验室分析!这些传统的检测方法具有极高的灵敏度和极低的检测限，但仪器设备昂贵，检测程序复杂，需要专业的操作人员，并且样品预处理时间较长，不适合现场快速检测!电化学生物传感器法因具有操作简便"成本低"分析速度快"灵敏度高"专一性好，以及能在复杂体系中进行在线监测等优点，使其在重金属污染检测领域有潜在的应用价值!电化学核酸传感器的研究及应用电化学核酸传感器的原理电化学核酸传感器的应用电化学核酸传感器的原理电化学核酸传感器主要采用传统核酸作为探针对重金属进行检测，利用重金属能够损伤DNA碱基，破坏DNA双链的特性，表现为形成DNA加合物"引起DNA链断裂"DNA交联"碱基改变和化学交联等多种损伤!电化学核酸传感器的应用1，汞离子与DNA核酸链上的胸腺嘧啶有很强的亲和作.用富含胸腺嘧啶的核酸构建了电化学DNA传感器，实现环境中汞离子的低浓度检测，最低检测限达到了0.5nmol/l线性范围1.0-2.0nmol/l.2，醋酸铅处理淋巴细胞DNA后形成了DNA-DNA的交联，DNA交联以后影响了电化学信号的传导，从而能够通过电化学DNA传感器检测环境中铅离子的浓度。3，镉能够引起DNA单链断裂，DNA链的断裂导致电化学信号传导受阻，电信号下降，电化学DNA传感器信号的变化与镉的浓度成比例。电化学酶基生物传感器的研究及应用电化学酶基生物传感器的原理电化学酶基生物传感器的应用电化学酶基生物传感器的原理电化学酶基生物传感器是一种以电化学电极为信号转换器，以蛋白酶为生物敏感元件，通过电势"阻抗或电流为特征检测信号的生物传感器。电化学酶基生物传感器的应用1，脱氧核糖核酸酶固载到电极表面，并采用金与DNA组成的复合材料增加电化学生物传感器的信号强度，实现了铅离子的高灵敏度和高选择性检测。电化学辣根过氧化物酶传感器实现了镉，铅和铜的高灵敏检测。谷胱甘肽转移酶构建的电化学生物传感器2，比谷胱甘肽转移酶构建的传感器在重金属检测方面(镉和锌)具有更好的选择性。电化学生物传感器快速检测重金属研究进围!此外，除了单一酶构建的电化学酶基生物传感器外，还将葡糖糖氧化酶和转化酶诱陷到琼脂糖瓜儿胶中，随后固定到直径25微米的超微电极表面，得到电化学双酶体系生物传感器，并实现了汞，银，铅和镉离子的高灵敏检测。3，金纳米粒子是黄金的纳米级颗粒，具有良好的电子传递性能"大的比表面积和独特的生物亲和性使其成为了电化学酶基生物中最为常用的纳米材料之一。将金纳米粒子"环糊精和碱性磷酸酯酶通过层层组装的方式固载在电极表面，得到新型电化学酶基传感器，实现了镉和银的检测。电化学蛋白质生物传感器的研究及应用电化学蛋白质生物传感器的原理电化学蛋白质生物传感器的应用电化学蛋白质生物传感器的原理电化学蛋白质生物传感器是一种以电化学电极为信号转换器，以蛋白质为生物敏感元件，通过电势，阻抗或电流为特征检测信号的生物传感器。电化学蛋白质生物传感器的应用1，细胞色素c是一种以铁卟啉为辅基的呼吸酶，是细胞呼吸激活剂，属于络合蛋白质.将细胞色素c固定到电极表面，构建了细胞色素c电化学生物传感器，实现了砷化合物的快速检测.2，金属硫蛋白是一种广泛存在于生物界的低分子量"高金属含量且能被金属或其它因素诱导生成的金属结合蛋白，具有广泛的生理学和生物学功能，直接将金属硫蛋白固定到悬汞滴电极表面，实现了银离子的检测.3，细胞内富含半胱氨酸的蛋白质-金属硫因固定到悬汞滴电极表面得到金属硫因生物传感器，并采用吸附转移剥离微分脉冲伏安法实现了镉和锌的高灵敏检测.其他电化学传感器的研究及应用1．利用植物螯合肽与重金属离子结合的特性，构建了电化学植物螯合肽生物传感器，实现了镉"锌和顺铂的高灵敏检测!则将甘氨酸-甘氨酸-组氨酸的三肽片段固载到单壁碳管表面，构建了电化学传感器，实现了铜离子的选择性检测。2，化学聚合的方法将碳纳米管和聚合1，2-苯二胺交联，得到比表面积大"电导性好的纳米孔三维复合材料，将复合材料固定到玻碳电极表面，采用伏安法实现了镉和铜离子的高灵敏度检测。3，丝网印刷电极修饰汞纳米液滴构建电化学传感器，实现了镉"铅和铜离子的检测。电化学DNA生物传感器检测小分子

综述：电化学DNA生物传感器可以分为两类:一类是电化学DNA杂交生物传感器，它是在电极表面固定单链DNA作为探针，实现对探针互补DNA的检测。另一类则是非基因识别的电化学DNA传感器，它是在电极表面固定双链DNA作为传感器的敏感器件，利用其它物质与敏感元件的作用或者利用DNA的特性来实现对特定物质的检测和研究。近年来，电化学DNA传感器除用于基因检测外，在小分子检测方面研究活跃，如对环境污染物、药物等的检测。小分子与DNA的相互组作用小分子与DNA结合的部位是DNA的碱基、磷酸骨架和戊糖环。DNA分子中平行堆积的碱基、聚合的阴离子磷酸骨架和两条核普酸链螺旋形成的大沟和小沟构成了小分子识别的位点，作用的主要方式有共价结合和非共价结合。

共价结合分类

非共价结合用于小分子检测的DNA固定方法

在电化学DNA传感器中，DNA的固定起着至关重要的作用。DNA探针的覆盖度、固定方向及稳定性对检测十分重要，有效固定探针能消除不明确吸附，提高灵敏度和选择性。

直接吸附

聚合物膜法在小分子检测中的应用

聚吡咯一聚氯乙烯烯磺酸盐/氧化锢膜修饰电极为基础的传感器，用循环伏安法来检测芳香族化合物2-氨基酸葱和3-氯酚

环境丝刷电极固定DNA，采用方波伏安法测定鸟嘌吟残基氧化信号的改变来检测有毒芳香胺等水中污染物。

用单双链DNA修饰电极，研究了芳香族化合物、道诺霉素、黄曲霉毒素等

与鸟嘌吟残基等的相互作用。

电化学DNA传感器实现了对枸橼酸西地那非片的检测把双链DNA固定在经过磷酸缓