[发明专利]基于三(2,2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器及制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器及制法和应用，属于分析化学和化学传感器技术领域。

背景技术

DNA是生物遗传信息载体，其分析检测在DNA测序、DNA表达谱分析、临床分析、疾病相关基因的突变分析等领域有着重大的科学价值和实际意义。为满足这些领域对DNA分析检测的需求，研究人员发展了许多种DNA检测方法。这些方法包括：荧光、质谱、电化学等。

三(2，2’-联吡啶)钌的电化学发光具有灵敏度高、选择性好、测量线性范围宽等优点，因而在诸如临床分析和生物分子检测等领域得到了规范应用(Richter，M.M.，Electrochemiluminescence(ECL).Chem.Rev.2004，104，3003-3036)。近来，应用三(2，2’-联吡啶)钌电化学发光作为检测手段，研究人员设计了新型DNA传感器。人类许多疾病与基因的单碱基突变相关，因而单碱基错配的检测显得尤为重要。但是DNA单碱基错配的电化学发光检测还少有报道。

发明内容

本发明提供基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器及制法和应用。基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器是免标记DNA电化学发光传感器。利用碳纳米管/全氟磺酸离子交换膜/三(2，2’-联吡啶)钌修饰玻碳电极(记作RuGC电极)构成了DNA电化学发光传感器，并将此传感器用作DNA的免标记电化学发光检测。

本发明的目的之一是提供一种基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器。此传感器具有免标记、灵敏和简便的特点。

本发明的目的之二提供一种基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器的制备方法。

本发明的目的之三将基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器用于双链DNA以及热变性双链DNA的检测及检测方法。

本发明的目的之四是将基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器用于DNA单碱基错配的检测及检测方法。

基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器，其构成如下：在玻碳电极上，修饰有碳纳米管/全氟磺酸离子交换膜/三(2，2’-联吡啶)钌。

基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器的制备步骤如下：

(1)打磨玻碳电极，使其表面平整光滑，超声并水洗电极表面，得到预处理的玻碳电极；

(2)将0.5mg/mL的碳纳米管/全氟磺酸离子交换膜的混合液体浇筑于(1)中预处理的玻碳电极表面，晾干；

(3)将(2)中所得玻碳电极浸入1mM的三(2，2’-联吡啶)钌的溶液中，通过离子交换固定三(2，2’-联吡啶)钌，制得“碳纳米管/全氟磺酸离子交换膜/三(2，2’-联吡啶)钌”修饰玻碳电极(简记作RuGC电极)；

(4)将(3)中所得RuGC电极用水清洗，去除物理吸附的三(2，2’-联吡啶)钌，得到基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器。此传感器贮存备用。

利用基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器，测定双链DNA步骤如下：

(1)将待测DNA样品滴于基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器的电极表面，晾干；

(2)接着，用此含DNA的传感器作工作电极，浸入pH为5.5的10mM的醋酸缓冲溶液的电化学池，对双链DNA进行电化学和电化学发光测量；该醋酸缓冲溶液含有50mM的NaCl。

利用本发明的基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光DNA传感器对双链DNA检测的表征如图1所示。

图1示出了基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器在缓冲溶液和3.04×10^-8mol/L鲑鱼精双链DNA中的循环伏安曲线和对应的电化学发光强度-扫描电位曲线。可以看出，相对于空白的缓冲溶液，鲑鱼精双链DNA给出了增强的电化学和电化学发光信号。DNA电化学响应为缓冲溶液的1.17倍(图1A之线条1和2)；DNA电化学发光响应则为缓冲溶液的12.5倍(图1B之线条1和2)。这表明本发明所制备的基于三(2，2’-联吡啶)钌固态电化学发光的DNA传感器，可以实现DNA的电化学和电化学发光双检测，但电化学发光方法比电化学方法更为灵敏。