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DNA电化学生物传感器是一种以核酸作为识别元件的新型传感器。由于核酸间碱基互补配对的特异性,该传感器具有很强的特异性。此外,它还兼具电化学方法的分析能力,具有灵敏度高、快速、成本低、选择性好和易微型化等特点,是一种有发展前景的分析测试方法,将为生命科学研究、基因筛选、分子和遗传疾病的诊断提供有力的手段。本论文构建了两种DNA电化学传感器来测定CpG甲基化酶的活性和土霉素的含量。1.—种新型的检测甲基化酶的生物传感器DNA甲基化由甲基转移酶催化,是生物体内普遍存在的极其重要的修饰过程。与5’-GATC-3’序列中腺嘌呤的甲基化不同,哺乳动物的甲基化大都发生在CpG的胞嘧啶,其异常与许多疾病密切相关。甲基化的CpG能与CpG甲基化结合蛋白1(MBD1)特异性结合,本文利用该蛋白对甲基化核酸的酶切保护作用,提出一种新型的检测CpG甲基化酶的电化学方法。当修饰在电极上富含CpG序列的DNA被CpG甲基化酶甲基化后,MBD1能与之结合,从而阻碍核酸外切酶对其下游DNA的酶切,而未被甲基化的DNA则被外切酶切掉。由于DNA能够吸附电化学信号分子六铵合钌,因此当DNA被大量降解后,金电极表面的电化学信号分子将大大减小。据此建立CpG甲基化酶与电化学信号减少量之间的关系,为DNA甲基化的检测提供一种新方法。2.—种新型的检测土霉素的适体生物传感器土霉素(OTC)属于四环类抗生素中的一种化学合成药物,有较广的抗菌谱,主要用于治疗呼吸系统及消化系统的感染,能有效预防常见的畜禽传染病,在畜禽的养殖中常作为饲料添加剂被广泛使用。长期食用这种含有药物残留的动物源食品,会对人类造成肝脏损伤。因此,土霉素残留量的检测是食品检验的项目之一。在本文中,我们提出了一种电化学适体生物传感器,用于检测实际样本中的土霉素。首先将末端修饰有二茂铁(Fc)的DNA1通过金-巯键共价修饰在金电极表面,然后加入与其部分互补的土霉素的适体序列DNA2,土霉素竞争结合DNA2,从而使DNA2从电极表面脱离,同时,DNA1在Mg2+作用下形成发夹结构,使得电化学信号Fc更加贴近电极表面,据此我们建立了土霉素含量与电化学信号增加之间的关系,两者在10-600ng/mL范围内呈线性关系,最低检测限可达到9.8ng/mL。该传感器有较强的抗干扰能力,可以测定小鼠血液中的土霉素残留。