（分析化学专业论文）基于电化学交流阻抗技术构建dna生物传感器的研究.pdf

论文摘要 随着对基因结构与功能研究的不断深入，人类进入基因诊断阶段。因此，对 人体、病毒和细菌中特定核酸序列的检测具有重大意义和实用价值，迫切需要一 种简便快速、经济实用的微型化基因分析装置。在多种发展中的基因检测分析技 术中，基于特异性碱基互补原理构建的d n a 生物传感技术，f 为许多研究者重 视。其中电化学d n a 生物传感器技术涉及生物化学、医学、电化学及电子学等 学科领域，以d n a 杂交反应引起的电化学信号分析特定d n a 序列，具有灵敏 度高、快速经济的特点；检测装黄简单轻巧，易于实现微型化；并且检测过程中 不受样品混浊度限制，受到国内外许多学者的重视。 电化学交流阻抗技术是一种对电极界面性质变化十分敏感而便捷的检测技 术，能够提供有关电极界面电子传递电阻，双电层电容等多种界面参数的大量信 息。因此电化学交流阻抗技术已被广泛应用于研究电化学反应过程及电极界面性 质变化。用这一技术构建的d n a 生物传感器，可检测杂交前后电极界面多种参 数的变化值为杂交信号，具有快速灵敏、无需标记等优点，有科学家提出它适合 于研究碱基错配对d n a 电子传递性质的影响。 本篇论文将电化学交流阻抗技术应用于d n a 杂交反应检测，构建起简便快 速、准确灵敏的电化学d n a 杂交传感器，介绍了应用交流阻抗技术直接监测 d n a 杂交反应的原理和方法，几种杂交信号扩增方法，另外还介绍了碳纳米管 修饰电极的几种构建方法在电化学交流阻抗d n a 生物传感器中的应用，为电化 学d n a 杂交传感技术中阻抗检测法提供一些基础性研究工作。此外，我们还研 究了基于监测电极自身氧化还原信号的非标记型d n a 杂交传感器和一种有效改 善碳纳米管性能的修饰方法以及由此构建的基于杂交嵌入剂的电化学d n a 杂交 传感器。 第一章：绪论 首先系统介绍了电化学d n a 生物传感器技术，包括构建目的，构建原理， 构建方法，纳米新材料的使用。接着介绍了d n a 生物传感技术中的电化学交流 阻抗技术，包括阻抗技术的基本原理，到目前为止阻抗d n a 生物传感技术的应 用和研究进展。最后简要阐述了本论文的研究目的和意义。 第二章运用电化学交流阻抗技术直接监测d n a 杂交反应 构建起基于电化学交流阻抗技术直接监测d n a 杂交的方法，对多种实验条 件进行了优化。将5 端巯基修饰的2 4 个碱基长度的寡聚核苷酸探针和巯基乙酸 同时自组装到金电极表面，形成杂交识别层。用法拉第交流阻抗技术进行监测， 取杂交前后电极表面电子传递电阻的改变值作为杂交信号。实验中优化了杂交识 别层的固定时间、杂交识别层中寡聚核苷酸探针和巯基乙酸的比例、杂交温度和 时间，以及阻抗值测量液的离子强度。在各优化的条件下，此d n a 杂交传感器 的检测下限为3 0 1 0 。4 m o l l ；相对于完全互补序列的杂交信号，单碱基错配和 三碱基错配的序列分别产生5 5 6 和1 3 的杂交信号。 第三章基于c d s 量子点标记的电化学交流阻抗d n a 杂交传感器 利用c d s 量子点对目标d n a 进行标记，构建起有较高灵敏度和选择性的电 化学交流阻抗d n a 杂交传感器。实验中合成水溶性羧基化的c d s 量子点颗粒， 共价结合氨基化目标d n a ：氨基化探针d n a 通过酰胺反应共价键和到巯基乙酸 修饰的金电极表面。通过电化学交流阻抗技术观察电极表面电子传递电阻的变化 作为杂交信号。由于c d s 量子点表面的负电性，空闻位阻，半导体性质，杂交 后在金电极表面能有效阻挡电极表面电子传递过程，增加电极表面电子传递电 阻。基于c d s 标记的阻抗d n a 杂交传感器对互补链的检测下限为4 5 1 0 1 2m o l l 。，为标记前降低了两个数量级；并且能很好的区分互补序列，三碱基错配序 列和非互补序列。这是首次尝试将纳米量子点材料应用到电化学交流阻抗d n a 杂交传感器中，得到了良好的信号扩增效果。 第四章基于硫堇电荷中和作用的电化学交流阻抗d n a 杂交传感器 介绍了一种运用硫堇电荷中和作用构建的交流阻抗d n a 杂交传感器。将5 端修饰有巯基的单链发卡d n a 探针与巯基乙酸通过a u s 键同时自组装到金电 极表面，形成d n a 分子识别层。杂交反应后，硫堇分子嵌入到双链d n a 分子 中，利用硫堇对双链d n a 的电荷中和作用使修饰电极的表面电予传递电阻( 心t ) 减小。实验中选择发卡d n a 探针修饰电极和硫堇嵌入后的双链d n a 修饰电极 的r 。差值作为杂交信号。基于发卡d n a 探针的特殊结构和硫堇的嵌入扩增杂 交信号，此d n a 杂交传感器具有较好的检测灵敏度和选择性。在杂交温度优化 条件下，此d n a 传感器的对完全互补链的检测下限为5 0 x1 0 。3m o l l ，一个碱 基错配序列的杂交信号是完全互补序列信号的3 8 9 。这是首次尝试将杂交嵌入 剂应用到电化学交流阻抗d n a 杂交传感器中，通过减小电极氏。的方式进行杂 交信号扩增。 第五章基于m d n a 构建的电化学交流阻抗d n a 杂交传感器 构建了一种基于m d n a ( 金属化双链d n a ) 的电化学交流阻抗技术监测 d n a 杂交的生物传感。在羧基化多壁碳纳米管修饰玻碳电极上电化学聚合聚吡 咯( p p y ) 膜时，单链d n a 探针作为对阴离子掺杂到聚合物膜中。随后将杂交 后的双链d n a 修饰玻碳电极进行金属化，显著降低了电极的电子传递阻力，电 化学交流阻抗值特别是其实部( z 。) 明显降低。实验中选择在5 4 6 9h z 处z 。 的减小值作为杂交信号。由于m d n a 有效降低d n a 电子传递阻力，提高了传 感器的灵敏度，对完全互补d n a 的最低检测下限为5 , 0 1 0 。1 1 m o l l 。和完全互 补d n a 比较，一个碱基错配和三个碱基错配序列引起的杂交信号分别为3 5 7 和一5 8 。此外，实验结果表明，m d n a 中z n ”一d n a 的电子传递能力高于 c o ”- d n a 和n i z + - d n a 。这是首次尝试在电化学交流阻抗d n a 杂交传感器中进 行双链d n a 自身构型变换的方法进行信号扩增。 第六章基于电化学聚合聚吡咯碳纳米管修饰电极构建的电化学交流阻抗d n a 杂交传感器 以电化学聚合方法构建聚吡略碳纳米管复合物修饰玻碳电极，即吡咯单体 中加入羧基化多壁碳纳米管，吡咯电化学聚合过程中，碳纳米管被修饰到电极表 面。氨基化探针d n a 在e d a c 条件下共价结合到聚吡咯碳纳米管修饰电极表 面。杂交反应引起电极表面修饰层电子传递阻力减小，降低了电化学体系的阻抗 值，以阻抗减小值作为杂交信号。由于聚毗咯碳纳米管的有效修饰，电极性能 得到提高，具有良好的电子传递能力和大的比表面积：杂交传感器具有较好的灵 敏度和选择性，对互补链的检测限为5 0 1 0 。2 m o l l 。本实验介绍的聚吡咯，碳纳 米管修饰电极的方法在电化学d n a 生物传感器中是被首次应用。 第七章基于聚硫堇修饰电极构建的非标记型d n a 杂交传感器 介绍了一种基于导电聚合物膜修饰电极构建的电化学d n a 杂交传感器，在 温和的检测条件下实现对d n a 杂交的非标记型检测。用电化学聚合方法构建的 聚硫堇修饰电极在中性缓冲溶液中显示良好的氧化还原活性和导电性。通过聚硫 堇膜上的氨基共价固定磷酸基修饰的d n a 探针，构成d n a 分子识别层。当聚 硫堇膜上的探针d n a 与互补序列杂交后形成双螺旋结构，增强了聚合物骨架的 刚性，这种结构变化减弱了聚硫堇的电化学活性，降低聚硫堇的氧化还原峰电流。 使用差分脉冲伏安法检测d n a d 聚硫堇修饰电极在杂交前后的电化学响应变化值 作为杂交信号。在实验优化条件下，对互补d n a 的检测限为10 1 0 1 0 m o f l 。 一个和三个碱基错配序列的杂交信号分别是完全互补序列的6 3 9 和9 2 。 第八章基于硫堇一碳纳米管修饰电极构建的电化学d n a 杂交传感器 介绍了一种基于硫堇一碳纳米管修饰电极构建的d n a 杂交传感器。硫堇分 子在碳纳米管上进行兀一兀键堆积，显著提高了碳纳米管的水溶性，同时在碳管 表面修饰上大量氨基，用于共价固定磷酸化d n a 探针，形成d n a 分子识别层。 实验中选用道诺霉素为杂交指示剂，差分脉冲伏安法检测杂交信号。由于硫堇一 碳纳米管的有效修饰，显著增加了电极表面d n a 的固定量，增强了电极电子传 递能力，使传感器的灵敏度提高，对互补d n a 的检测限为3 ，o 1 0 0 3m o l l 。 关键词：电化学d n a 杂交传感器，交流阻抗技术，非标记型杂交检测，电化 学聚合，碳纳米管 a b s t r a c t w i t hd e e p l yu n d e r s t a n d i n gt h es t r u c t u r ea n df u n c t i o no fh u m a ng e n e ，g e n e d i a g n o s t i c sh a sn o wp l a y e da i li m p o r t a n tr o l ef o rh u m a nd i s e a s ec u r e a sar e s u l t ， d e t e c t i n gs p e c i f i cd n as e q u e n c e s i nh u m a n ，v i r a l ，a sw e l la sb a c t e r i a ln u c l e i ca c i d si s o fg r e a ts i g n i f i c a n c e ，a n dc a l l sf o ra l le a s y t o u s e ，i n e x p e n s i v ea n dm i n i a t u r i z e d d e v i c ef o rs p e e d yg e n ea n a l y s i sw i t hp r a c t i c a l i t y a m o n gt h ed e v e l o p i n gg e n ea n a l y s i s t e c h n o l o g i e s ，d n ab i o s e n s o r ，w h i c hi sb a s e do nb a s e - p a i rr u l e ，i ss t u d i e dd e e p l yt h e s e y e a r s ，i n c l u d i n gt h ee l e c t r o c h e m i c a lo n e t h ee l e c t r o c h e m i c a ld n a b i o s e n s o ri s r e l a t i v et ob i o c h e m i s t r y , e l e c t r o c h e m i s t r y , m e d i c i n ea n de l e c t r o n i c s ，e t c ，t r a n s d u c i n g t h eh y b r i d i z a t i o nr e a c t i o ni n t oar e a d a b l ee l e c t r o c h e m i c a ls i g n a l f o ri t ss e n s i t i v i t y , s p e e d i n e s si nd e t e c t i o n ，l o wc o s t ，e a s i l yb e i n gm i n i a t u r i z e d ，a sw e l la si n d e p e n d e n c e o ft h es a m p l et u r b i d i t y , e l e c t r o c h e m i c a ld n ab i o s e n s i n gi ss p e e d i l yd e v e l o p i n gf o r d n a s e q u e n c ea n a l y s i s e l e c t r o c h e m i c a li m p e d a n c es p e c t r o s c o p yo re i si sap o w e r f u lt e c h n i q u ef o rt h e c h a r a c t e r i z a t i o no fe l e c t r o c h e m i c a ls y s t e m s t h ep r o m i s eo fe i si st h a t ，w i t has i n g l e e x p e r i m e n t a lp r o c e d u r ee n c o m p a s s i n gas u f f i c i e n t l yb r o a dr a n g eo ff r e q u e n c i e s ，t h e s o l u t i o nr e s i s t a n c e , d o u b l el a y e rc a p a c i t o r ，e l e c t r o n i ct r a n s f e rr e s i s t a n c ea n do t h e r e l e c t r o d e s o l u t i o ni n t e r f a c i a le l e c t r o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c sc a na l lb ed i s t i n g u i s h e d t h e r e f o r e ，i ti sa l w a y su s e dt oa n a l y s i se l e c t r o c h e m i c a lp r o c e s s e s i th a st h ev i r t u e so f s p e e d i n e s s ，l a b e l f r e e ，s e n s i t i v i t yw h e nu s i n gi m p e d a n c ed n ab i o s e n s o lw h i c hi s d e t e c t i n gt h ec h a n g e so fd n am o d i f i e de l e c t r o d e s i n t e r f a c i a le l e c t r o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a sh y b r i d i z a t i o ns i g n a l m o r e o v e r ，i th a sb e e ns u g g e s t e dt h a te i si s v e r ys u i t a b l e f o r s t u d y i n gt h ee l e c t r o n i c t r a n s f e r t h r o u g h t h ed n ah e l i xw i t h m i s m a t c h e db a s ep a i r s t h ed i s s e r t a t i o nh a sf o c u s e do nf a b r i c a t i n g i m p e d a n c es p e c t r o s c o p y b a s e d e l e c t r o c h e m i c a ld n ah y b r i d i z a t i o ns e n s o r sf o r s e n s i t i v e ，s e q u e n c e s p e c i f i cg e n e d e t e c t i o n i ti n c l u d e sc h a r a c t e r i z i n gt h ed i r e c td n a h y b r i d i z a t i o nd e t e c t i o nu s i n g i m p e d a n c et e c h n i q u e ，i n t r o d u c i n gs e v e r a le f f i c i e n tm e t h o d st oa m p l i f yh y b r i d i z a t i o n s i g n a l ，a sw e l la sp r e s e n t i n gs e v e r a lm e t h o d so fm a k i n gc a r b o nn a n o t u b em o d i f i e d e l e c t r o d e sa n dt h ea p p l i c a t i o n si nt h ei m p e d a n c es p e c t r o s c o p y b a s e de l e c t r o c h e m i c a l d n a h y b r i d i z a t i o ns e n s o r s w ee x p e c t e dt h a ti tw o u l db eab a s i cs t u d yo ni m p e d a n c e d e t e c t i o nm e t h o df o rd n ab i o s e n s i n ga p p l i c a t i o n ，a d d i t i o n a l l y , w eh a v es h o w e do n e l a b e l f r e ed n ah y l c ，r i d i z a t i o ns e n s o rb a s e do ni n v e s t i g a t i n gt h ee l e c t r o d e sr e d o x c u r r e n tc h a n g ea sh y b r i d i z a t i o ns i g n a l ，a n da ne f f i c i e n tm e t h o dt oi m p r o v et h ec a r b o n n a n o t u b e sp e r f o r m a n c ei ne l e c t r o c h e m i c a ld n ab i o s e n s o r , w h i c hu s e di n t e r c a l a t o r a sh y b r i d i z a t i o ni n d i c a t o r c h a p t e ri t h ei n t r o d u c t i o no ft h ed i s s e r t a t i o n t h ee l e c t r o c h e m i c a ld n a b i o s e n s i n gt e c h n o l o g yw a si n t r o d u c e di nt h ef i r s tp a r t ， i n c l u d i n gw h yu s i n ge l e c t r o c h e m i c a ld n ab i o s e n s o r s ，t h ep r i n c i p l ef o ri t sf a b r i c a t i o n ， h o wf a b r i c a t i n gi t sp r o t o c o l ，a sw e l la st h en o v e ln a n o m a t e r i a l su s e df o rd e v e l o p i n gi t a f t e rt h a t ，t h ei m p e d a n c e b a s e de l e c t r o c h e m i c a ld n a b i o s e n s i n gt e c h n o l o g yw a s i n t r o d u c e db r i e f l y , i n c l u d i n gt h eb a s i c k n o w l e d g eo fi m p e d a n c e ，f o l l o w e dt h e d e v e l o p m e n to ft h ei m p e d a n c ed n ab i o s e n s o r s t h el a s tp a r ts t a t e dt h er e s e a r c h m o t i v a t i o n , o b j e c t i v e s ，m e t h o d sa n dm e a n i n g so ft h ed i s s e r t a t i o n ， c h a p t e r2 d i r e c td e t e c t i o no fd n a h y b r i d i z a t i o nb yi m p e d a n c et e c h n i q u e al a b e l - f r e ed n a h y b r i d i z a t i o nb i o s e n s o rb a s e do ni m p e d a n c et e c h n i q u ew a s i n t r o d u c e d a2 4 一m e t 5 - m e r c a p t o g r o u p e n d e ds i n g l e s t r a n d e dd n ap r o b e ( s h s s d n a ) w a ss e l f - a s s e m b l e do n t oa ue l e c t r o d es u r f a c ew i t hm e r c a p t o a c e t i ca c i d ( r s h ) t of o r mat a r g e td n ar e c o g n i t i o nl a y er b yu s i n gf a r a d i ci m p e d a n c et e c h n i q u e t oi n v e s t i g a t et h es h s s d n a a ue l e c t r o d e ，as i g n i f i c a n ti n c r e a s eo ft h ee l e c t r o d e i n t e r f a c i a le l e c t r o n i ct r a n s f e r r e s i s t a n c e ( p c t ) w a so b t a i n e d a f t e rt h es h s s d n a p r o b e a ue l e c t r o d eh y b r i d i z e dw i t hi t sc o m p l e m e n t a r ys e q u e n c e i nt h i ss t u d y , s e v e r a l e x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，i n c l u d i n gt h es h s s d n ap r o b ei m m o b i l i z a t i o n t i m e ， h y b r i d i z a t i o nt e m p e r a t u r ea n dt i m e ，e t c h a v eb e e n o p t i m i z e d m o r e o v e r t h e p r o p o r t i o no fs h s s d n aa n dr s hi nt h ei m m o b i l i z a t i o ns o l u t i o nw a si m p o r t a n tf o r f a b r i c a t i n gas u i t a b l ed e n s i t yo fs s d n ap r o b eo ne l e c t r o d es u r f a c et oi m p r o v et h e h y b r i d i z a t i o ne f f i c i e n c y t h ee l e c t r o l y t e f o r i m p e d a n c e d e t e c t i o nw a sa l s o i n v e s t i g a t e d b a s e do nt h e s eo p t i m i z e dc o n d i t i o n s ，t h i sl a b e l - f r e ed n ah y b r i d i z a t i o n b i o s e n s o rh a sad e t e c t i o nl i m i to f3 0 x 1 0 1 4 m o l lo fc o m p l e m e n t a r ys e q u e n c e w h e n c o m p a r e dw i t ht h ec o m p l e m e n t a r ys e q u e n c e ，t h eh y b r i d i z a t i o ns i g n a lo fo n e b a s e m i s m a t c h e ds e q u e n c e ，t h r e e b a s em i s m a t c h e d s e q u e n c e w a s5 5 6 a n d 1 3 ， r e s p e c t i v e l y c h a p t e r3p r o b i n gd n ah y b r i d i z a t i o nb yi m p e d a n c em e a s u r e m e n tb a s e do n c d s q u a n t u md o t sl a b e l i n g t h ea m i n o g r o u pe n d e ds i n g l es t r a n d e d ( s s d n a ) p r o b ew a sc o v a l e n t l y i m m o b i l i z e do n t oas e l f - a s s e m b l e dm e r c a p t o a c e t i ca c i dm o n o l a y e rm o d i f i e da u e l e c t r o d ei nt h ep r e s e n c eo fe d a c ，aw i d e l yu s e dw a t e r - s o l u b l ec a r b o d i i m i d ef o r c r o s s l i n k i n ga m i n em a dc a r b o x y l i ca c i dg r o u p h n p e d a n c ew a su s e dt od e t e c tt h e c h a n g eo fi n t e r f a c i a le l e c t r o n i ct r a n s f e rr e s i s t a n c e ( jo ft h ee l e c t r o d e t h er e s u l t s s h o w e da ni n c r e a s e d r e t a st h er e s u l t e do ft h e c o m p l e m e n t a r yc d sl a b e l e d s i n g l e - s t r a n d e dd n ah y b r i d i z a t i o nw i t ht h ep r o b eo l i g o n u c l e o t i d em o d i f i e de l e c t r o d e d u et oc a r r y i n gn e g a t i v ec h a r g e s ，r e s u l t i n gi nah i g hs p a c er e s i s t a n c ea n dh a v i n gt h e s e m i c o n d u c t o rp r o p e r t y ，c d sq u a n t u md o tl a b e l i n go n t ot a r g e td n a i m p r o v e dt h e d e t e c t i o ns e n s i t i v i t yt ot w oo r d e r so fm a g n i t u d ew h e nc o m p a r e dw i t hn o n c d s t a g g i n gd e t e c t i o np r o t o c 0 1 o n l yc o m p l e m e n t a r yd n as e q u e n c eg a v ea no b v i o u s h y b r i d i z a t i o ns i g n a lw h e nc o m p a r e dw i t ht h r e e - b a s em i s m a t c h e do rn o n c o m p l e t e l y m a t c h e ds e q u e n c e su n d e rt h es a m ee x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s t h i si st h ef i r s tr e p o r t e d m e t h o dt oe m p l o yn a n o m a t e r i a l ，i e q u a n t u md o ti n t oe l e c t r o c h e m i c a l i m p e d a n c e s e n s o ra sd n al a b e lt oe f f i c i e n t l ya m p l yh y b r i d i z a t i o n s i g n a l c h a p t e r4i m p e d a n c e b a s e dd n ab i o s e n s o re m p l o y i n gm o l e c u l a rb e a c o nd n a a sp r o b ea n dt h i o n i n ea sc h a r g en e u t r a l i z e r i nt h i ss t u d y , w ep r e s e n t e da ni m p e d a n c e b a s e dd n a b i o s e n s o ru s i n gt h i o n i n e i n t e r c a l a t i o nt oa m p l i f yh y b r i d i z a t i o ns i g n a l b e a c o ns i n g l e s t r a n d e dd n a ( s s d n a ) p r o b ea n dm e r c a p t o a c e t i ca c i dw e r es e l f - a s s e m b l e do n t oaa u e l e c t r o d eb yf o r m i n g a u _ sb o n d t h e s eb e a c o ns s d n a sw e r eh y b r i d i z e dw i t ht h ec o m p l e m e n t a r y s e q u e n c e s a r o u n dt h e l o o p s t r u c t u r e t h e nt h i o n i n ew a si n t e r c a l a t e di n t o t h e d o u b l e s t r a n d e dd n a ( d s d n a ) d u et ot h en e u t r a l i z a t i o no ft h en e g a t i v ec h a r g e so f d s d n a b yt h ei n t e r c a l a t e dt h i o n i n e ，t h ee l e c t r o n i ct r a n s f e rr e s i s t a n c e ( 心t ) o f t h ed n a m o d i f i e da ue l e c t r o d ew a ss i g n i f i c a n t l yd i m i n i s h e d h e r e i n ，t h i sd e c r e a s e d1 tw a s e m p l o y e da s t h e h y b r i d i z a t i o ns i g n a l s d sw a su s e d t or e d u c et h e u n s p e c i f i c a d s o r p t i o nb e t w e e ns s d n aa n dt h i o n i n e s e v e r a le x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，i n c l u d i n g t h es u r f a c ec o v e r a g eo fs s d n ap r o b eo nt h ea ue l e c t r o d e ，t h eh y b r i d i z a t i o n t e m p e r a t u r ea n dt i m ew e r ea l lo p t i m i z e d m o r e o v e r , t h eh y b r i d i z a t i o nr e a c t i o n so ft h e u n s t r u c t u r e dl i n e a rs s d n a p r o b ea n dt h es t r u c t u r e db e a c o ns s d n ap r o b ew i mt h e i r c o m p l e m e n t a r ys e q u e n c e sw e r ec o m p a r e d t h es e n s i t i v i t yo ft h ep r e s e n t e dd n a b i o s e n s o rh i g h l i g h t e dt h a tt h ei n t e r c a l a t i o no ft h i o n i n ei n t od s d n aw a sa ne f f i c i e n t a p p r o a c ht oa m p l i f yt h eh y b r i d i z a t i o ns i g n a l w h e nu s i n gi m p e d a n c ed e t e c t i o n t e c h n i q u e a d d i t i o n a l l y , b e a c o ns s d n ap r o b eh a dag o o da b i l i t yt od i s t i n g u i s ht a r g e t d n a s e q u e n c e s ，r e s u l t i n gi nah i g h e rd e t e c t i o ns p e c i f i c i t yt h a nu s i n gt r a d i t i o n a l u n s t r u c t u r e dd n a p r o b e t h i si st h ef i r s tr e p o r t e dm e t h o dt oe m p l o yi n t e r c a l a t o ri n i m p e d a n c ed n ah y b r i d i z a t i o ns e n s o rf o re f f i c i e n t l yd e c r e a s i n gt h ee l e c t r o d er e ta s h y b r i d i z a t i o ns i g n a la m p l i f i c a t i o n c h a p t e r5 e l e c t r o c h e m i c a li m p e d a n c ed e t e c t i o no fd n ah y b r i d i z a t i o nb a s e d o nt h ef o r m a t i o no fm d n ao np o l y p y r r o l e c a r b o nn a n o t u b em o d i f i e de l e c t r o d e o l i g o n u c l e o t i d e p r o b e s s e r v e da st h ec o u n t e ra n i o n s d u r i n g t h e e l e c t r o p o l y m e r i z a t i o no fc o n d u c t i n gp o l y p y r r o l e ( p p y ) f i l mo n t ot h ec a r b o x y l i c g r o u p se n d e dm u l t i w a l l e dc a r b o nn a n o t u b em o d i f i e de l e c t r o d e a sac o n s e q u e n c eo f h y b r i d i z a t i o na n dt h ef o r m a t i o no fm e t a l l i z e d d o u b l es t r a n d e d d n a ( m d n a ) ， s i g n i f i c a n tc h a n g e so fi m p e d a n c ew e r eo b s e r v e d ，i n c l u d i n gi t sr e a lc o m p o n e n tz 毛， i m a g i n a r yc o m p o n e n tz i m ，a n dt h ee l e c t r o d ei n t e r r a c i a le l e c t r o n i cr e s i s t a n c e 凡t b a s e do ni n v e s t i g a t i n gt h ed e c r e a s eo fz r ea t5 4 6 9h za st h eh y b r i d i z a t i o ns i g n a l ，i t w a sc o n c l u d e dt h a to n l yt h ec o m p l e m e n t a r yd n a s e q u e n c er e s u l t e di na no b v i o u s s i g n a lw h e nc o m p a r e d w i t hl - 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