题目：金纳米粒子信号放大电化学阻抗DNA生物传感器的研究

核酸是所有生命体的遗传信息分子，其功能是贮存和传输遗传信息，指导各类型蛋白质的合成。许多人类遗传疾病的早期诊断是通过检测已知碱基序列的DNA是否出现变异来实现的，检测与疾病有关的基因变异对基因筛选、遗传疾病的早期诊断和治疗具有非常重要的意义。目前DNA序列的测定方法有很多种，传统的DNA测序方法一般采用凝胶电泳法，而近十多年来，DNA传感器的出现克服了传统方法中存在的费时、耗力和低效率的缺点。?
DNA生物传感器包括压电晶体DNA生物传感器、电化学DNA生物传感器和光学DNA生物传感器。在这些传感器中，电化学阻抗谱DNA生物传感器由于具有非标记、制作简单、便携、便宜和灵敏度高的优点而引起了广泛关注。为了进一步提高电化学阻抗DNA生物传感器的灵敏度、选择性，基于金纳米粒子的电化学阻抗谱DNA生物传感器应运而生。本论文由以下三章组成。
第一章?绪?论
本章简要介绍了DNA生物传感器的研究原理及分类。重点概述了DNA电化学生物传感器的原理（包括探针DNA在电极表面的固定化方法及电化学交流阻抗技术）。其次介绍了金纳米在DNA生物传感器中的应用。最后阐述本论文的选题背景、研究思路、研究目的和研究内容。
第二章?基于目标DNA诱导取代金纳米粒子的高灵敏度阻抗DNA杂交传感器研究??
本章基于目标DNA（cDNA）替换键合在探针DNA（PDNA）上的金纳米颗粒（AuNPs）的方法建立一个高灵敏度、信号放大的电化学阻抗谱DNA生物传感器。本文将带有正电荷的金纳米颗粒与探针DNA结合用于电化学阻抗谱DNA生物传感器的研究。将含有巯基修饰的探针DNA通过自组装的方法固定至金电极表面，并用巯基己醇（MCH）对其表面进行封闭，随后加入粒径为5?nm带正电荷的金纳米颗粒，金纳米颗粒与探针DNA通过Au-N键和静电吸附作用相结合。此时氧化还原[Fe(CN)6]3-/4-探针向电极传递电子的电阻值（Ret）明显减小。引入目标DNA后，目标DNA与探针DNA杂交，金纳米被目标DNA替代。实验证明△Ret/Ret.0与目标DNA的浓度在5.0×10-14?～?1.0×10-12?mol·L-1范围内呈良好的线性关系，相关系数为0.9928，检出限为3×10-14?mol/L（S/N=?3）。该传感器能够有效的区别完全互补的目标DNA，单碱基错配和全错配的单链DNA。
第三章?基于金纳米表面电荷信号放大的电化学阻抗DNA生物传感器的研究
??本章建立了一种简单、连续信号放大的电化学阻抗谱DNA生物传感器，以实现对目标DNA的检测，以三明治体系报告探针（DPDNA）与金纳米粒子（AuNPs）复合物（DPDNA-AuNPs/目标DNA（ssDNA1/捕获探针（CPDNA）作为传感模板，采用氧化还原[Fe(CN)6]3-/4-探针通过电化学阻抗谱法来表征电极界面性质的变化。为了提高检测的灵敏度，建立了一种三级连续阻抗谱信号放大的方法：（1）报告探针功能化的金纳米粒子（DPDNA-AuNPs）作为一级信号放大。（2）DPDNA-AuNPs在信号增强溶液中浸泡后，AuNPs粒子体积变大，产生了一个很大的空间位阻。（3）十二烷基硫酸钠（SDS）稳定的DPDNA-AuNPs与[Fe(CN)6]3?/4?之间的静电排斥作为三级信号放大。该传感器的电子转移阻抗值随着目标DNA浓度的增加而增加，实验证明△Ret与目标ssDNA1的浓度在3.0×10-14?～?1.0×10-13?mol·L-1范围内呈一定的线性关系，相关系数为?0.9879。检出限为1×10-14?mol·L-1（S/N=?3）本文所采用的连续信号放大的方法为电化学阻抗谱DNA传感器提供了一种很好的模型。

关键词：DNA生物传感器，金纳米，电化学阻抗谱，信号放大