虽然目前被广泛使用的电化学杂交指示剂有有机染料、药物小分子、金属配合物等，但是染料型指示剂在检测条件下一般都带正电荷，与ssDNA之间能产生非特异性的静电作用，造成较大的背景信号，而且有些具有刚性平面结构的染料分子虽然能较好的嵌插到dsDNA碱基对内部，但由于不具备良好的电活性基团和差的水溶性限制了其作为杂交指示剂的研究和应用。比较而言，金属配合物型杂交指示剂则因为如下优点显示出了更为广阔的发展前景。......
2023-06-22
AFc2-en在DNA传感器中电化学杂交指示剂的应用
【摘要】：图7-61 冷库轴流风机46.变压器冷却用轴流风机图2.2.6ssDNA/Au和dsDNA/Au与8.0×10-3mol/L2-en达到结合平衡后在0.02 mol/L pH 7.0 PBS中的循环伏安图基于2-en配合物对ssDNA和dsDNA的良好的识别能力，我们将该配合物用作杂交指示剂而应用于DNA生物传感器中。根据前面2-en与dsDNA相互作用的结果可知，在杂交电极上提高的信号可归属于杂交后双螺旋结构DNA与2-en配合物之间特异性双沟槽作用。以上结果表明，基于2-en为电化学杂交指示剂的DNA传感器具有良好的杂交特异性。
图2.2.6 ssDNA/Au（a）和dsDNA/Au（b）与8.0×10-3mol/L（AFc）2-en达到结合平衡后在0.02 mol/L pH 7.0 PBS中的循环伏安图
基于（AFc）2-en配合物对ssDNA和dsDNA的良好的识别能力，我们将该配合物用作杂交指示剂而应用于DNA生物传感器中。图2.2.7（A）为S1/Au（a）与互补序列S2（b），单碱基错配序列S3（c），三碱基错配序列S4（d）和非互补序列S5（e）杂交后在8.0×10-3mol/L（AFc）2-en中富集饱和后在0.02 mol/L pH 7.0 PBS中检测的微分脉冲伏安曲线；图2.2.7（B）为相应的氧化峰电流与不同杂交电极的柱状图。由图可知，在S5-S1/Au上出现一个小的氧化峰，这种信号与在S1/Au上得到的基本一致，表明S5与S1没有发生杂交。而当S1/Au与完全互补序列S2杂交时，在S2-S1/Au上发现配合物的电化学响应得到了显著的提高。根据前面（AFc）2-en与dsDNA相互作用的结果可知，在杂交电极上提高的信号可归属于杂交后双螺旋结构DNA与（AFc）2-en配合物之间特异性双沟槽作用。此外，在相同的测定条件下，当S1/Au与单碱基错配序列S3和三碱基错配序列S4杂交后，在S3-S1/Au和S4-S1/Au得到的电化学信号较S2-S1/Au明显减弱，而且电化学信号随着错配碱基数目的增多而降低，这说明单碱基错配序列S3和三碱基错配序列S4能与探针序列S1发生部分杂交且错配碱基数目越多形成的DNA双螺旋结构越不完整，因此为（AFc）2-en配合物提供的沟槽结合位点会减少。以上结果表明，基于（AFc）2-en为电化学杂交指示剂的DNA传感器具有良好的杂交特异性。
图2.2.7 s1/Au（a）与1.0×10-6mol/L互补序列S2（b），单碱基错配序列S3（c），三碱基错配序列S4（d）和非互补序列S5（e）杂交后在8.0×10-3mol/L（AFc）2-en中富集饱和后在0.02 mol/L pH 7.0 PBS中检测的微分脉冲伏安曲线（A）和相应的峰电流与不同杂交电极的柱状图（B）
此外，我们通过将S1/Au与不同浓度的互补序列S2进行杂交进一步考察了DNA传感器的分析性能，结果如图2.2.8（A）所示。不出所料，随着目标序列浓度（CS2）的不断增加获得的（AFc）2-en配合物的氧化峰电流也不断增加，表明越来越多的双螺旋结构DNA在杂交电极表明形成。将（AFc）2-en配合物的氧化峰电流（Ipa）与目标序列S2的浓度的对数（logCS2）进行作图，结果发现CS2在1.0×10-14mol/L ～ 1.0×10-6mol/L范围内呈良好的线性关系[图2.2.8（B）]，线性方程为Ipa/（μA）=0.1540 log（CS2/mol/L）+2.6147，γ=0.9962。根据信噪比S/N=3计算得检测限为2.0×10-15mol/L。以上结果表明本书所制备的传感器能够灵敏的实现对于CaMV35S启动子基因相关的寡聚核苷酸的片段的定量检测。
图2.2.8 s1/Au与不同浓度目标互补序列（CS2）对（AFc）2-en的微分脉冲氧化峰的影响（A）及氧化峰电流（Ipa）与logCS2的线性关系（B）
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