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活性氧(Reactiveoxygenspecies,ROS),是生物体代谢过程中产生的一类非常不稳定含氧分子的总称。当过量的ROS产生或者ROS处于比较高的浓度就会发生氧化应激,从而引起机体内蛋白质、体液或DNA的损伤,阻碍正常的细胞功能,导致许多疾病以及衰老的发生。脱氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid,DNA),作为一种重要的生物大分子在生物体遗传信息储存和蛋白质合成中有着至关重要的作用。生物体内DNA碱基的异常变化,象征着机体免疫系统的损伤或者基因突变,进而有可能引起多种疾病的发生。因此,跟踪和检测生物体内的ROS和DNA是非常必要的。由于电化学传感器具有构造简单、易于操作、响应速度快、价格低廉而且能耗较低、易于小型化等优点,受到了广泛关注。所以,本论文就ROS,DNA碱基以及ROS损伤DNA的检测,开发了几种电化学传感器,具体工作如下:(1)通过层层自组装技术将带正电的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和带负电的超氧化物歧化酶(SOD)交替吸附到L-半胱氨酸(Cys)修饰的金(Au)电极表面,构建了超氧阴离子(O2–)电化学生物传感器。在25mMPBS(pH7.2)中,修饰电极(SOD/PDDA)n/Cys/Au在84mV附近表现出一对准可逆的氧化还原峰,实现了SOD的直接电化学过程。基于SOD可以同时在氧化和还原两个电位下催化歧化O2–,发展了O2–电化学传感器。所构建的(SOD/PDDA)5/Cys/Au电极在氧化和还原两个电位下对O2–具有良好的分析性能:低的检测限、良好的选择性、稳定性和抗干扰能力,特别是宽的线性范围(0.5-546μM)。(2)基于氮掺杂多孔碳纳米多面体(N-PCNPs)修饰玻碳(GC)电极开发了一种新型非酶电化学过氧化氢(H2O2)传感器。N-PCNPs通过直接碳化ZIF-8纳米多面体获得。电化学表征得知,N-PCNPs/GC电极对H2O2具有非常好的电催化能力;实验还对影响电极传感性能的各种参数,包括pH值和工作电位等进行了探讨。在最佳实验条件下,传感器(N-PCNPs/GC)对H2O2响应的线性范围为0.001-11mM,检测限可达0.2μM(S/N=3)。(3)基于“金标银染法”构建了灵敏检测羟基自由基(·OH)的电化学DNA传感器。首先通过“Au-S”键作用,成功的将修饰有巯基的DNA1自组装到平板金电极上。采用芬顿(Fenton)反应产生的·OH对电极表面的DNA1产生氧化损伤;为了灵敏检测Fenton反应产生·OH的浓度,然后通过碱基互补配对在电极上组装DNA2-AuNPs和金催化银染增强来放大响应信号。结果表明,所构建的电化学DNA传感器对·OH检测表现出了良好的分析性能:宽的线性范围(0.2-200μM)、低的检测限(50nM)、良好的选择性、较好的稳定性和重现性;并且该传感器可用于评价抗氧化剂的抗氧化能力。(4)基于磁性颗粒(MBs)-DNA-银纳米粒子(AgNPs)纳米复合材料,开发了一种灵敏检测羟基自由基(·OH)的电化学传感技术。在该传感器设计中MBs被用来磁性分离,AgNPs用作信号指示。由于·OH可氧化损伤DNA链断裂,使得AgNPs从MBs-DNA-AgNPs纳米复合物上脱落下来。MBs通过外加磁场很容易被分离除去,从而实现AgNPs收集。在GC电极上采用阳极溶出伏安法(ASV)检测溶解Ag的信号对应着·OH浓度的变化。实验结果表明ASV响应电流的增大随着·OH浓度的增大而增大,并且在0.05-4μM之间存在良好的线性关系,检测限可达10nM。此外,所构建的传感技术成功应用于抗氧化剂抗氧化能力的筛选。(5)通过电化学方法将鸟嘌呤(Guanine)富集到石墨烯纳米带(GNRs)修饰的GC电极表面构建了电化学DNA传感器并用于评价果汁的总抗氧化能力。利用Fenton反应产生的羟基自由基(·OH)氧化损伤鸟嘌呤,而抗坏血酸(AA)作为一种·OH清除剂保护固定在电极上的鸟嘌呤不受损伤,据此AA被用作一种标准的抗氧化剂来评价果汁的总抗氧化能力。在最佳实验条件下,所构建的电化学传感器(Guanine/GNRs/GC)对AA具有良好的分析性能:宽的线性范围(0.1-4mgL-1)、高的灵敏度(4.16μAmg-1L)、低的检测限(0.05mgL-1)。此外,所构建的电化学传感器成功应用于果汁总抗氧化能力的评估。(6)基于石墨烯纳米带(GNRs)修饰GC电极具有较宽的电位窗口和良好的电催化能力,实现了对组成DNA四种碱基的直接电化学氧化检测。与裸GC和碳纳米管(CNTs)修饰GC电极相比,GNRs/GC电极对鸟嘌呤(G),腺嘌呤(A),胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)表现出比较强的电催化活性。在最佳实验条件下,GNRs/GC电极对G、A、T和C的检测表现出低检测限、高灵敏度和宽线性范围。另一方面,对于含有G、A、T和C的四元混合体系,GNRs/GC电极对G、A、T和C的同时电化学氧化也得到了较好的效果,G和A,A和T,T和C之间的峰电位差分别是290mV,200mV和140mV。此外,GNRs/GC电极表现出良好的稳定性、重复性和抗干扰能力,可应用于无标记单核苷酸多态性(SNPs)的样品分析。