[发明专利]一种基于阴离子卟啉-碳纳米管的DNA传感电极的制备方法

说明书

本发明属于电化学和纳米材料技术领域，涉及一种DNA传感电极的制备方法，本发明利用阴离子卟啉与碳纳米管之间的π‑π作用，制备一种基于阴离子卟啉‑碳纳米管修饰的DNA传感电极。其修饰步骤如下：首先将碳纳米管（CNTs）超声分散在Tris‑HCl缓冲液中，然后加入ssDNA及其互补配对的ssDNA（杂交成dsDNA），最后加入阴离子卟啉（TSPP）溶液。通过滴涂法得到TSPP/dsDNA/CNTs/GCE修饰电极。本发明中电极制备的方法工艺简单，制备时间短，是一种优良的检测电极。本发明制备的DNA生物传感电极，结合DNA互补配对的特异性和电化学检测的高灵敏性，有望为癌细胞的早期诊断提供新的途径。

技术领域

本发明属于电化学和纳米材料技术领域，涉及四磺基苯基卟啉(TSPP)修饰电极制备技术领域，尤其是涉及一种基于阴离子卟啉-碳纳米管的DNA传感电极的制备方法和该电极用于ssDNA的检测。

背景技术

纳米材料技术是20世纪90年代初发展起来的一门多学科交叉的新兴学科，它的发展开辟了人类认识了解世界的新层次。碳纳米管(CNTs)由于其独特的理化性质如导体和半导体性质、极高的机械强度、较大的比表面积和长径比、较多的催化位点等而备受科学家的关注。目前，批量制备高质量CNTs的方法日臻成熟，然而CNTs自身也有缺点，如存在有不溶不熔性、易于缠结团聚和表面功能基团缺乏等问题，使其难以加工操纵、可分散性与稳定性差，由于出现以上种种问题，科学家也在努力寻找着能提高CNTs性能的修饰物，随后把目光转向了卟啉类化合物，卟啉是一类具有4个吡咯分子π-π大共轭环的化合物，具有刚性的平面结构和高度的稳定性，这些特性使其具有分子识别性和丰富的光电性能。众所周知，吡啶基、磺酸基、氨基、羧基等大极性基团及金属离子具有良好的水溶性，基于此，可以把卟啉与这些离子基团结合在一起得到水溶性良好的水溶性卟啉衍生物。通过化学方法将水溶性卟啉和碳纳米材料合成的复合物结合了两种物质的优良性质，也同时克服各自存在的缺点，在化学、生物检测领域应用前景广泛。

DNA修饰电极作为DNA结构分析和检测的重要手段，广泛用于基因生物传感器及DNA与药物分子相互作用的电化学研究，在DNA生物传感器的制备工程中，DNA在电极表面的固定化是研究的重点，鉴于水溶性卟啉和CNTs各自良好的导电性、生物兼容性，大的比表面积等特性，可增加DNA在电极表面的固定量，我们拟将二者固载DNA修饰玻碳电极，制备新型的DNA传感电极。综上所述，本发明通过极其简便的滴涂法，将CNTs超声分散在Tris-HCl缓冲液中，加入ssDNA及其互补配对的ssDNA，最后加入阴离子卟啉(TSPP)溶液。本发明制备的DNA生物传感电极，结合DNA互补配对的特异性和电化学检测的高灵敏性，有望为癌细胞的早期诊断提供新的途径。

发明内容

本发明旨在开发一种基于阴离子卟啉-碳纳米管的DNA传感电极的制备方法，提供一种操作简单、性能优异的修饰电极及其制备方法。本发明制备该修饰电极的同时也能达到对DNA的定性检测，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于阴离子卟啉-碳纳米管的DNA传感电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)将玻碳电极(GCE)用0.3μm、0.05μm的α-Al₂O₃抛光洗净，分别在去离子水、乙醇、去离子水中超声洗净，室温晾干。

(2)将碳纳米管超声分散在0.05M，pH＝8.00的Tris-HCl含有0.1M KCl缓冲液中，得到CNTs分散液，质量浓度为2.5×10^-3g L^-1。

(3)首先将碳纳米管CNTs超声分散在Tris-HCl缓冲液中，然后加入ssDNA及其互补配对的ssDNA，杂交成dsDNA，最后加入四磺基苯基卟啉TSPP溶液。然后通过滴涂法将缓冲液在电极表面得到TSPP/dsDNA/CNTs/GCE修饰电极。