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本论文分为两部分。每部分包括相关综述和研究报告。 DNA生物传感器又称基因传感器是近年来发展最迅速的一类传感器,特别是在人类基因组图谱成功绘制出之后,基因研究越来越受到科学家们的关注。最初DNA研究的主要方法是利用放射性元素32p,3H等作为标记物,利用放射性元素的半衰期对标记的DNA进行序列和性质的研究,这种方法虽然有很高的灵敏度和极好的检测下线(一般可以到达pg级),但是放射性元素的污染太大,因此逐渐被淘汰。目前研究较多的基因传感器主要是电化学基因传感器和光化学传感器。电化学方法的高灵敏度和DNA的高选择性相互结合得到的电化学基因传感器具有灵敏度高,选择性高而得到了广泛的关注。电化学DNA生物传感器的研究主要包括:对杂交指示剂的研究和对DNA固定方法的研究。 论文第一部分以循环伏安和交流阻抗技术研究了染料劳氏紫在DNA修饰的金电极上的电化学行为。循环伏安检测的结果显示劳氏紫与单、双链DNA的作用主要引起了氧化还原峰电位的迁移,这种迁移主要是由于劳氏紫与双链DNA的特异性作用有关。因此劳氏紫可以用做DNA杂交的指示剂。 论文第二部分研究了铂金电极上固定DNA制得的生物传感器。本论文首次使用高聚物聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为支撑,将DNA固定在铂金电极表面,制得了新型的DNA传感器。这种新的固定方法简单有效,克服了同类电极制备过程中耗时长,实验烦琐的缺点。为了改进传感器的性能,我们在PVB中加入了纳米金,纳米粒子良好的生物相容性和大比表面积的性质有效的改善了电极的响应能力同时扩大了DNA传感器的线性检测范围。以三联吡啶钴为杂交指示剂,采用循环伏安和交流阻抗技术尝试研究了该电极用于DNA杂交的过程,得到了良好的效果。该电极具有稳定,重现性好,易保存的特点。其检测下线达到了:9×10-8g/mL。 近年来,以金属配合物作为中性载体且呈现Anti一Hofmeister行为的阴离子选择性电极是电化学和电分析领域中公认的活跃研究课题。论文第二部分的研究集中于合成的新型金属配合物为中性载体的硫氰酸根离子选择性电极的基础研究及其作为化学传感器在食品和药学研究中的初步应用。详细研究了高灵敏度高选择性硫氰酸根离子电极中性载体—过渡金属配合物分子的设计、合成及其作为电极载体对碘离子的选择性电位响应特性。 首次合成铜川)Schiff碱单核配合物一双一N(2一琉基乙基)水杨醛亚胺合铜(Cu(川一BNSDM)并以该配合物为中性载体研制出对SCN一具有高选择性且呈现Anti一Hofmeister行为的阴离子电极。同时还合成了双一N(2一琉基乙基)水杨醛亚胺合钻(Co(11)一BNSDM),双一N(2一琉基乙基)水杨醛亚胺合镍(Ni(11)-BNSDM)。三种配合物制备得到的电极性能对比发现Cu(川一BNSDM为载体的电极稳定性、重现性好,电阻小,响应快。电极的选择性次序为:SCN一>C10不>l一>Sa!一>Br一>NOZ一>Cl一>No3一>H2P04一>504一。采用交流阻抗技术、红外光谱和紫外可见光谱分析技术研究了电极的响应机理,研究结果表明,配合物中,心金属原子的结构以及载体本身的结构与电极的响应行为之间有非常密切的构效关系。将电极用于仪表厂废水中SCN一的测定其结果与采用其他方法测定的结果基本吻合,可用于实际中SCN一的测定。