DNA传感器应用研究进展

时间：2025-07-12

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20年第 2卷第 1 01 0 0期

传感器技术 ((l o T a￣ue eh ooy JL )n/ rr cr c n l ) L T g

精意D NA传感器应用研究进展李家洲，刘耘，刘仲明，刘芳！,郑文岭(. 1华南理工大学食品与生物工程学院，广东广州 5 04 16 0 2广州军区广州总医院医学实验科， .广东广州 50 1 ) 10 0摘要：N D A传感器以 D A为敏感元件 . N通过换能器将 D A与 D A、 N N N D A与 RN A及 D A与其它有机 N

无机离子之间的作用的生物学信号转变为可检测的光、声波等物理信号。近年来， N电、 D A传感器在基因诊断、环境监控、药物研究等领域的应用研究受到广泛重祝

关键词：脱氧核糖核酸传感器；基因诊断；环境监控；药物研究中图分类号： T; P 1 Q g T 223文献标识码： A文章编号：0 0 7 7 2 0 )0 0 l 3 i 0—98 (0 1 1—0 0一0

De e o m e f DNA i s ns r’ r c i a s n e e r h v lp nto b o e o S p a tc lu i g r s a cLI i-h u az 0,LI Y【,LI Z o g mig,L U a g,Z NG e - n 2 J U】 n U h n - n I F n 2 HE W nl g i( . ol f oda dBo tern, ot hn i ri T c n l y l Iz o 1 60 Ch a 1C i o n img eig S uhC ia .o F h Unv syo eh o g t lI hu5 0 4, i; e t f o G ag n 2 D p. f￣cl r盯 t, e ea Hopt un zo o a d G s . et o t a E Mei j棚 s G nrl si l G agh uC mm n, ma o 10 0 C ia I ao f￣ u5 0 1, hn )

Al rc:￣ta tDNA￣lo8ueDNA sn ii q r s s e st ede n s W i t n rei rx'l e, teit a f m{DNA v me t t h e eg t h e cta￣ J r h￣ e c o 0 nd . s o x iwt ihDNA,RNA,a s n t e n a e"aM erd it l ti.ao si, pia fr t n ta o g,a doh ri scn b

c o r re noee rc cu t o t li o ma o h tc. c c c n i n

b ee td I e￣l er,moto to cn e￣a￣e nt eDNA isno’ rcie u ig6 d .s c ed tc e nrc tyas s fi p ra c v .gvn i h n s boe s r sp a t d sn r s u h c ig n ig o t s nvrn na ntr g.a r g ee rh s e eda n si,e i me tl c o mo i i o n nddu srsa c e

K yw rsd s v bn c i ai( NA) esr gn i nsi;￣ o met[ itr g du s e ace e 0d:e x n o uh c c D o e d sno; ee a ot s e i n n amo oi; rg s rhs dg c n r n n re

0前

言

物、自由基等相互作用的生物学信号转变成可检测的光、、波等物理信号。电声 D NA在电极表面的固定方法主要有静电吸附

随着分子生物学研究的深入，脱氧核糖核酸对

(exr ou e c, A) doyi nc i ai DN的检测手段变得越来 b l c d越重要。传统的凝胶电泳法需要经过放射性标记、聚合酶链式反应 ( o meaec a e ci, CR、 p l rs h i rat n P ) y n o

法，如带负电的 D A在镀有带正电荷电介质的电 N极表面的吸附。自组装法， 5端带有巯基或硫代 ;如

电泳等一系列操作过程，耗时间长，动强度太。消劳在这种情况下， Wasr~c c以 t l f k碱基配对为基础 o i

基标记的 DN A在金表面的自组装；学免疫法，化如 5端标记生物素的 DN在键合有抗生物素的电 A极表面的固定”。

的D NA传感器应运而生。用 D A传感器不仅省 N去了放射性标记的危险性，且扣除了电泳操作的而长时间浪费，因此近几年来受到了全世界科技工作

DN传感器的常用电极包括表面镀金的石英 A晶体、电极 (碳包括玻碳电极、碳糊电极、解石墨电裂

者的广泛重视。除了 DNA检测外， N传感器还 D A在环境监测、物研究、药法医鉴定及食品检验等多方面显示了诱人的应用前景。 D NA传感器以

D NA为敏感元件 D NA固定在用作换能器的电极上，通过电极将 DN与并 AD NA、核糖核酸 (i n c; ai, N、物、台 r o u l c c R A)药 b e d化收稿日期： 0—0—0 2 1 6 5 0 *基金项目：广东省重点攻关项日(k/ 3 1) 2 r 40 s a)皇军医卫科研基金项目(8 3 ) 9 M0 8

极及碳条电极等 )光导纤维电极、电极等。根据、汞不同的检测信号产生原理，以将 DN传感器分可 A为石英晶体传感器、化学传感器、】电光纤传感器、光渡导传感器、面等离子体传感器等 J表。 1 D A传感器用于基因诊断 N 1 1细菌及病毒感染类疾病诊断细菌及病毒感染，是引起人类疾病的主要原因

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恃感器技术

第 2卷 0

之

。历史上，多灾难性的瘟疫，霍乱、许如天花、麻

使用。

疹等，是由相应的病菌或病毒所引起的，都因此及时尽早渗断出病源微生物 (菌或病毒 )细的感染，预是防这类疾病的关键在传统方法中，菌感染是通过血液体外培养细来诊断的，这需要几天甚至几十天的时问，严重耽误

12基因遗传病诊断基因遗传病是当前威胁人类健康的天敌，多许基因遗传病至今还没找到根治的方法，如众多癌例

症、金森氏综合症、尔菠海默氏病等。对这类帕阿病，有在发病的前期发现，有治愈的希望。只才 D A传感器诊断的快速准确性，疑迎台了该类疾 N无病诊断及时的要求，以受到众多研究者的重视，所成为近年来基因遗传病诊断研究的热点之一。

了疾病的治疗时机。过去，毒感染的诊断用的是病免疫法，通过检测感染后的病毒基因组表达产生的抗原蛋白，间接诊断。由于在病毒感染与表达出来可检测到的抗原蛋白质量浓度之问有一定的时间差，因此免疫法诊断存在明显的滞后性，这对尽早发现和治疗疾病很不利。利用 DN传感器，以在 A可

人载脂蛋白 E基因负责编码含 29个氨基酸 9残基的载脂蛋白 E。当该基因片断的第 1 2位密码 1子 ( G和第 1 8位密码子 ( G中的任何一个发 T C) 5 C C)生 T≠C的突变时，会