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脱氧核糖核酸(DNA)是生物遗传的主要物质基础。生物机体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上,表现为特定的核苷酸排列顺序,并通过DNA的复制由亲代传给子代。碱基序列的变异与人类许多遗传疾病有关。因此,对特定序列的DNA分析以及对DNA链中碱基突变的检测在卫生防疫、疾病诊断、药物研究、环境科学及生物工程方面具有深远的意义。 将高灵敏度的传感技术与DNA特异性反应结合起来而设计的生物传感器为DNA生物传感器。DNA传感器是近年来生物传感器研究的前沿课题。DNA传感器具有特异性高、准确性好、检测范围宽等优点。根据换能器的种类不同,DNA传感器可分为电化学DNA传感器、压电晶体DNA传感器和光学DNA传感器等。 电化学DNA传感器是一种将电化学分析方法与杂交技术相结合而发展起来的生物传感器。与传统的同位素标记DNA技术方法相比,它具有快速、灵敏、操作简便、无污染的特点,不仅具有分子识别功能,而且还有无可比拟的分离纯化基因的功能,因此,在分子生物学和生物医学工程领域中有着很大的实际意义。 将纳米材料引入分析化学研究已成为分析化学的一个研究热点,为分析化学领域的发展和应用开辟了新的思路。纳米颗粒因比表面积大、表面反应活性高、催化效率高、吸附能力强等优异性质,使其为生物医学研究提供了新的研究途径,同时也推动了化学和生物传感器的迅速发展。纳米粒子的独特性质与生物分子杂交反应的特异性和电化学检测方法的高灵敏性相结合,使其应用范围更加广阔。纳米粒子与生物分子连接用于DNA疾病的诊断,对生物分析化学将产生巨大的影响。 本论文研究工作旨在研究银包覆的碳纳米管的电化学性能,并以此物质为标记物制备了高灵敏的DNA电化学探针,结合DNA杂交技术分子、自组装技术、纳米技术和微电极技术,采用高灵敏度的微分脉冲伏安法(DPV)应用于DNA的序列识别及含量测定。本论文探索和建立了两种简单、快速、灵敏的电化学DNA检测方法,并将其用于囊肿纤维素病毒DNA和艾滋病病毒DNA序列的测定。本论文研究工作是在国家自然科学基金“新型功能纳米材料组装电化学发光生物亲合传感器的研究”(No.20375025)项目的资助下完成的。 第一部分为综述,详细介绍了电化学DNA生物传感器的分类、单链DNA的固定方法和电化学检测方法,评述了电化学DNA生物传感器的研究进展;简要概述了纳米材料在电分析化学领域中的应用;展望了电化学DNA生物传感器的发展趋势。