【摘 要】
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人乳头瘤病毒（human papillomavirus,HPV）16型的E6与E7基因的检测对于宫颈癌的筛查具有重大意义。在众多检测方法中,电化学DNA生物传感器具有高灵敏度、高特异性、响应速度快及设备简单等优点,适于开发高效且低成本的HPV检测新方法。本论文基于电化学方法构建了两种检测策略用于HPV E6及E7基因的检测。首先,我们通过在电极表面修饰了多孔的牛血清白蛋白层以改善自组装过程中DNA
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人乳头瘤病毒（human papillomavirus,HPV）16型的E6与E7基因的检测对于宫颈癌的筛查具有重大意义。在众多检测方法中,电化学DNA生物传感器具有高灵敏度、高特异性、响应速度快及设备简单等优点,适于开发高效且低成本的HPV检测新方法。本论文基于电化学方法构建了两种检测策略用于HPV E6及E7基因的检测。首先,我们通过在电极表面修饰了多孔的牛血清白蛋白层以改善自组装过程中DNA探针的位置分布和空间方向,并且将修饰的电极与超分支滚环扩增技术（hyperbranched rolling circle amplification,HRCA）相结合,开发了具备高重现性与高灵敏度的电化学发光生物传感器。当目标DNA存在时,电极表面经过HRCA反应可积聚大量含有双链DNA片段的扩增产物,这些扩增片段可结合大量的邻菲罗啉钌（Ru（phen）32+）,因此可检测到明显的电化学发光信号。信号强度与目标DNA浓度在10 fM至15 pM内存在良好线性关系,检测限达7.6 fM,相对标准偏差可低至3.96%。其次,为了进一步克服电极组装界面对传感器检测重现性的影响并提高检测性能,我们基于熵驱动的链置换反应的高特异性和HRCA的高效扩增构建了免标记均相电化学检测策略。在没有目标的情况下,电化学指示剂亚甲基蓝（methylene blue,MB）可以自由扩散到氧化铟锡（indium tin oxide,ITO）电极表面产生明显的电信号。相反,在目标DNA存在的情况下,可触发熵驱动的链置换反应与HRCA反应,产生大量含不同长度单链DNA和双链DNA的扩增产物。当MB自发地结合DNA片段后,长链DNA与带负电的ITO电极之间的强静电排斥力使MB难以接近电极表面,因此检测到信号下降,信号变化值与目标物浓度在0.1 fM至10 pM范围内存在良好线性关系,检测限可低至18.6 attomole,相对标准偏差为2.9%。两种生物传感器均成功在临床宫颈样本中检出HPVDNA,显示出良好的应用前景。
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