本发明专利技术公开了一种基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器及其制备方法，该DNA电化学传感器为具有工作电极、辅助电极和参比电极的三电极体系传感器，该工作电极为共价固定了5’-末端修饰氨基的单链探针DNA后的靛蓝胭脂红聚合膜修饰玻碳电极。本发明专利技术具有响应时间短、检测限低、稳定性和重现性好的特点。
【技术实现步骤摘要】
本 专利技术涉及电化学传感器领域，更具体的说涉及一种基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器及其制备方法。
技术介绍
DNA生物传感器在基因序列分析、疾病诊断、环境监测等方面具有重要的作用，其中电化学DNA生物传感器因具有简单、快速、灵敏、低成本和易于微型化等优点，已成为生物分析领域的研究热点。电化学DNA生物传感器大致可分为两大类电化学DNA杂交生物传感器和非基因识别的电化学DNA传感器，其中电化学DNA杂交生物传感器测定DNA的过程包括DNA探针的固定、杂交过程、杂交的指示和电化学信号的检测4个步骤。对于DNA电化学传感器，探针的固定量和活性直接影响着传感器的灵敏度，为了在电极表面有效连接DNA，保持其待测分子的特异性和结合活性，往往需要借助有效的物理或化学方法。目前DNA固定方法主要有直接吸附法、自组装膜法、亲和素-生物素反应系统固定法、直接共价键合法和聚合膜法。聚合物薄膜法固定DNA具有所含电活性中心的浓度大、有三维可利用场势、性能稳定、不溶不熔以及修饰方法简单等优点。靛蓝胭脂红(1C)，又叫靛蓝二磺酸钠，具有很好的电活性和光学性质。有文献报道，采用电化学聚合制备了聚靛蓝胭脂红膜，并通过静电吸附固定辣根过氧化酶，构建了一种新型的酶电极；也有文献曾制备了一种聚吡咯-靛蓝胭脂红复合膜并用于多巴胺和抗坏血酸的同时测定，但是，目前还未见有基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器制备的报道。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器，其具有响应时间短、检测限低、稳定性和重现性好的特点。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是 一种基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器，为具有工作电极、辅助电极和参比电极的三电极体系传感器，其中，该工作电极为共价固定了 5’ -末端修饰氨基的单链探针DNA后的靛蓝胭脂红聚合膜修饰玻碳电极。进一步，该辅助电极为钼电极，该参比电极为Ag/AgCl电极。本专利技术的第二目的在于提供一种制备上述基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器的方法，其包括如下步骤①采用循环伏安法在玻碳电极修饰上靛蓝胭脂红聚合膜，得到聚靛蓝胭脂红修饰电极； ②将聚靛蓝胭脂红修饰电极通过五氯化磷活化磺酸根得到磺酰氯基团，与5’-末端修饰氨基的单链探针DNA发生共价缩合作用，得到探针序列修饰电极； ③将探针序列修饰电极与钼电极和Ag/AgCl电极一起形成三电极体系电化学DNA传感器。进一步，在步骤①中，该玻碳电极在采用循环伏安法修饰靛蓝胭脂红聚合膜之前还经过预处理步骤，该预处理步骤为采用粒径为I. 0、0. 3和O. 05 μ m的a -Al2O3抛光粉打磨成镜面后，再分别在丙酮、乙醇和二次水中超声清洗3分钟，重复2 3次，再将电极置于0.5 mol/L的H2SO4溶液中用循环伏安法连续扫描至稳定，扫描范围-I. (Γ+1. O V。进一步，该步骤①为将经过预处理过的玻碳电极置于含5 mmol/L靛蓝胭脂红的PH7. O混合磷酸盐缓冲液中进行循环伏安法扫描电聚合，聚合电位-O. Γ+1. 8 V，扫速20mV/s，扫描段数为10段；聚合完后在混合磷酸盐缓冲液中浸泡5分钟并用二次蒸馏水洗涤，得到聚靛蓝胭脂红修饰电极。 进一步，该步骤②为将聚靛蓝胭脂红修饰电极在40 mmol/L五氯化磷丙酮溶液中浸泡30分钟活化磺酸根得到酰氯化磺酸基团后，取10 μ LU X IO-6 mol/L的5’-末端修饰氨基的单链探针DNA滴于电极表面自然晾干，用TE缓冲液洗去未固定的5’-末端修饰氨基的单链探针DNA得到探针序列修饰电极。采用上述结构后，本专利技术涉及的一种基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器及其制造方法，其采用循环伏安法将靛蓝胭脂红电聚合在玻碳电极表面，通过五氯化磷活化磺酸根得到磺酰氯基团，与5’ -末端修饰氨基的单链探针DNA的氨基共价缩合作用实现探针的固定，最后再结合钼电极和Ag/AgCl电极，从而形成具有响应时间短、检测限低、稳定性和重现性好的DNA电化学传感器。附图说明图I为玻碳电极在含有5mmol/L靛蓝胭脂红的混合磷酸盐缓冲液(pH7. O)中的连续循环伏安图(扫速20 mV/s)；图 2A 和图 2B 为 5. Ommol/L、K3 /K4 和 0. I mol/L 氯化钾混合液在裸GCE (a)、PIC/GCE (b)和Sl/PIC/GCE (c)上的循环伏安图和交流阻抗 图3为1X10_4 mol/L亚甲基蓝在Sl/PIC/GCE上富集不同时间的差分脉冲伏安图(a到 I 分别为:4，8，12，16，20，24，28，32，36，40，44，48 分钟)； 图4为亚甲基蓝在Sl/PIC/GCE上的不同扫速循环伏安图(a到k依次是20，40，60，80，100，150，200，300，400，500 mV/s)，插图为氧化还原峰电流值(Jp)与扫描速率(O的线性关系 图5为SI与不同浓度S2杂交亚甲基蓝的差分脉冲伏安图(a到h分别为0，1X10_9，I X 10_1Q, I X 10_n, I X 10_12,1 X 10_13,1 X 10_14,1 X 10_15 mol/L)； 图6为Sl/PIC/GCE与不同序列DNA杂交差分脉冲伏安曲线氧化峰电流值柱状图。具体实施例方式为了进一步解释本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利技术进行详细阐述。需要说明的是，本专利技术中的电化学试验在CHI650C型电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)上进行的。本专利技术涉及一种基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器，为三电极体系传感器，即具有工作电极、辅助电极和参比电极，其中，该辅助电极为钼电极，该参比电极为Ag/AgCl电极，该工作电极为以玻碳电极为基底的为S1/PIC/GCE，即共价固定了 5’ -末端修饰氨基的单链探针DNA后的靛蓝胭脂红聚合膜修饰玻碳电极。本专利技术还提供一种制备上述的基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器的方法，该方法包括如下步骤 ①采用循环伏安法在玻碳电极修饰上靛蓝胭脂红聚合膜，得到聚靛蓝胭脂红修饰电极；具体地，该玻碳电极在采用循环伏安法修饰靛蓝胭脂红聚合膜之前还经过预处理步骤，该预处理步骤为采用粒径为I. 0,0. 3和O. 05 μ m的a -Al2O3抛光粉打磨成镜面后，再分 别在丙酮、乙醇和二次水中超声清洗3分钟，重复2 3次，再将电极置于O. 5 mol/L的H2SO4溶液中用循环伏安法连续扫描至稳定，扫描范围-I. (Γ+1. O V，如此即得到了干净的裸玻碳电极，记为GCE ； 具体地，该步骤①为将经过预处理过的玻碳电极置于含5 mmol/L靛蓝胭脂红的pH7.0混合磷酸盐缓冲液中进行循环伏安法扫描电聚合，聚合电位-O. Γ+1.8 V，扫速20 mV/s，扫描段数为10段；聚合完后在混合磷酸盐缓冲液中浸泡5分钟并用二次蒸馏水洗涤，得到聚靛蓝胭脂红修饰电极，记为PIC/GCE。具体请查阅图I所示，第一次扫描在+0. OV和+0. 7V处出现2个氧化峰，而没有看到对应的还原峰出现，表明靛蓝胭脂红在玻碳电极上为一不可逆过程。而随着扫描圈数的增加，这2个氧化峰电流显著下降，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于靛蓝胭脂红电化学聚合膜的DNA电化学传感器，为具有工作电极、辅助电极和参比电极的三电极体系传感器，其特征在于，该工作电极为共价固定了5’？末端修饰氨基的单链探针DNA后的靛蓝胭脂红聚合膜修饰玻碳电极。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汪庆祥，张旋，高凤，
申请(专利权)人：漳州师范学院，
类型：发明
国别省市：
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