纳米金修饰电极和探针载体的DNA电化学发光分析方法研究(精)

收稿日期:2005-10-12

基金项目:国家自然科学基金资助项目(20375025

作者简介:王辉, 男, 硕士, 主要从事电化学发光生物传感器方面的研究. *通讯作者:张成孝, 男, 教授, 博士研究生导师.

文章编号:1672-4291(2006 04-0069-04

纳米金修饰电极和探针载体的DNA

电化学发光分析方法研究

王辉, 李延, 漆红兰, 张成孝*

(陕西师范大学化学与材料科学学院, 陕西西安710062

摘要:提出以纳米金修饰电极和以纳米金粒子作DNA 探针载体的电化学发光检测DNA 新方法. 首先将纳米金自组装在金电极上, 再将含巯基的目标ss -DNA 固定于纳米金修饰的电极上, 然后与以纳米金粒子作载体的电化学发光DNA 探针进行杂交反应, 将此电极做工作电极, 在含有三丙胺的溶液中进行电化学发光测量. 在选定实验条件下, 检测囊肿纤维DNA 片断(20base 的线性范围为1. 0@10-12~1.

0@10-9mol/L, 相关系数为0. 9954, 检出限为5. 0@10-13mol/L. 实验结果表明, 纳米金具有较大的比表面积, 可增强DNA 在电极上的固定量, 从而增强电化学发光检测信号, 提高方法的灵敏度.

关键词:核酸分析; 金纳米粒子; 电化学发光中图分类号:O657. 3; Q5 文献标识码:A

Electrogenerated chemiluminesence detection for DNA hybridization based on gold nanoparticles as electrode -modified

materials and carrying multiple probes

WANG Hui, LI Yan, QI Hong -lan, ZHANG Cheng -xiao *

(College of Chemistry and M aterials Science,

Shaanx i Normal U niversity, Xi c an 710062, Shaanxi, China

Abstract:A novel sensitive electrogenerated chem iluminescence (ECL method for the detection DNA hybridization w as developed. Gold nanoparticles were used as both electrode -modified materials and a carrier of the ECL probe. It w as found that the sensitivity w as g reatly enhanced at electrode modified by sel-f assembled gold nanoparticles due to the enlargement of the electrode surface area and the enhancement of the immobilization amount of target DNA on the electrode. The integrated ECL intensity was increased about 3. 9-fold w hen the ECL probe of Ru(bpy 2(dcbpy NHS -DNA -Au was used. The results showed that the integrated ECL intensity w as linearly related to the concentration of targ et DNA from 1. 0@10-12

mol/L to 1. 0@10

-9

mol/L w ith a detection limit of 5. 0@10

-13

mol/L

targ et ENA.

Key words:DNA; gold nanoparticles; electrogenerated chemiluminescence 基因检测在卫生防疫、医学诊断、生物工程、环境科学及药物研制等领域都发挥着重要作用, 提高

基因检测的灵敏度是基因检测方法研究的重要课题[1]. 文献[2]在金纳米上同时标记二茂铁和目标

第34卷第4期陕西师范大学学报(自然科学版

Vol. 34 No. 4 2006年12月Journal of Shaanxi Normal U niversity (Natural Science Edition Dec. 2006

DNA, 然后通过伏安法测定目标DNA, 检测限可达10-12mol/L. 文献[3]利用纳米金标记的寡核苷酸探针与互补DNA 杂交后, 酸性条件下溶出金离子, 利用阳极溶出伏安法检测金离子, 间接检测DNA 含量, 检测限可达5@10-12

mol/L. 我们以蛋白质BSA 为载体, 建立了多标记电化学发光免疫分析新

方法[4-5]

和以纳米金粒子为载体, 建立了多标记电化学发光DNA 杂交检测新方法[6]. 本文我们提出

将金纳米粒子自组装修饰电极与金纳米粒子为探针载体结合, 以突变型囊肿纤维DNA 片段为目标检测物, 建立纳米金两次放大DNA 电化学发光分析新方法, 研究电化学发光信号增强的原因.

1 试验部分

1. 1 仪器与试剂

RuCl 3#x H 2O (Sig ma 公司 , 牛血清白蛋白(BSA, 华美生物有限公司 , 咪唑(西安宝信生物工程有限公司 , CoCl 3. x H 2O 和三丙胺(TPA (上海试剂一厂 , 1, 6-己二硫醇(Fluka 公司 ; 10mmol/L T ris -HCl (pH 值为7. 4 , 0. 10mol/L 磷酸盐缓冲溶液(PBS, pH 值为714, 011mol/L NaCl +10mmol/L NaH 2PO 4/Na 2HPO 4. 按照文献[7]合成Co (bpy3Cl 2, 纳米金胶体(直径约15nm, 浓度为3. 0@10-9mol/L [8]和以纳米金