DNA传感器ppt

1、DNA 生物传感器及其研究进展生物传感器及其研究进展Page 2一.DNA生物传感器的研究内容及其设计依据二.DNA 生物传感器的类型三.DNA 生物传感器的应用目录目录Page 3DNA生物传感器的研究内容及其设计依据生物传感器的研究内容及其设计依据1 1.概念： DNA传感器以DNA为敏感元件，通过换能器将DNA与DNA、DNA与RNA与DNA与其它有机无机离子之间的作用的生物学信号转变为光、电、声波等易检测的物理信号。近年来，DNA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视。Page 4DNA生物传感器的研究内容及其设计依据生物传感器的研究内容及其设计依据2.研究内

2、容： DNA 生物传感器检测的是核酸的杂交反应。与传统的基因检测技术方法相比，具有快速、灵敏、操作简便、成本低的特点，已经被广泛应用在疾病诊断、食品检验、环境监测以及军事反恐等领域。Page 5DNA生物传感器的研究内容及其设计依据生物传感器的研究内容及其设计依据 近几年来，DNA 生物传感器的研究内容主要包括四方面：1）特定序列DNA(目标基因等)的定性定量检测；2）利用传感器原理来研究DNA 分子的理化特性，如DNA 的电化学研究、光谱研究等；3）利用传感器原理研究DNA 和小分子的作用方式，为某些疾病的诊断和治 疗提供依据；4）利用传感器原理来研究某些药物(如抗癌药物、致癌剂等)与DNA

3、 的相互作用，用于药物筛选，或是用于诱变剂的筛选和检测等。Page 6DNA生物传感器的研究内容及其设计依据生物传感器的研究内容及其设计依据2.设计依据: DNA 传感器的设计依据是分子间的特异性识别，它的组成包括一个目标分子识别层（固定在换能器上的探针DNA）和一个信号换能器。 每一种生物体内都含有独特的核酸碱基序列。探针是一段单链核苷酸，它与被测物质作用，能够专一识别目标分子。 换能器的功能是将DNA 探针与被测定目标物的分子识别信息转换为可测量信号，据作用前后测量信号的改变，实现对被测目标物的定性定量检测。Page 7DNA 生物传感器的类型生物传感器的类型 根据换能器的不同，DNA 生

4、物传感器主要有质量敏感型、热敏型、光学、电化学等类型。u电化学DNA 生物传感器： DNA 电化学传感器是根据固定在电极上的核酸探针与目标物(如酶、化合物、离子、DNA 等) 相互作用后引起的电化学信号的改变，实现对目标物的测定。Page 8DNA 生物传感器的类型生物传感器的类型电化学DNA 传感器有多种类型，根据核酸探针是否需要标记，将电化学DNA 传感器分为非标记型和标记型两类。1）标记型电化学DNA 传感器： 标记型电化学DNA 传感器中的核酸探针末端标记了电活性标记物，探针分子与目标物发生分子识别反应后，引起电活性标记物与电极表面距离的改变，从而引起电化学信号的改变，实现对目标物的检

5、测。 Page 9DNA 生物传感器的类型生物传感器的类型2）非标记型电化学DNA 传感器： 非标记电化学DNA 传感器的核酸探针不需要标记电活性物质，根据探针与目标分子结合前后，电流、电压、电容或阻抗的改变实现对目标物质检测的电化学传感器。Page 10DNA 生物传感器的类型生物传感器的类型两种电化学DNA 生物传感器的比较： 标记型电化学DNA 传感器灵敏度高，缺点是在标记过程中，涉及合成、标记、分离和纯化等，步骤繁琐，过程中对DNA 的活性或折叠等可能产生影响。 非标记型是电化学DNA 传感器发展的趋势,与标记型电化学传感器相比，具有无需标记、操作简单等优点，但灵敏度较低。 Page

6、11DNA 生物传感器的类型生物传感器的类型u荧光DNA 生物传感器： 荧光DNA 生物传感器是将探针DNA 链进行荧光标记或与荧光物质结合，当探针与目标物质作用时荧光信号发生变化，将识别信息转换为可检测的荧光信号，实现对目标物质的定性、定量检测。Page 12DNA 生物传感器的类型生物传感器的类型 注意：核酸分子本身的荧光很弱，不适于微量和痕量检测，用荧光分析仪检测时灵敏度很低，所以常需要对核酸进行荧光标记或与强荧光性物质结合来构造荧光DNA 生物传感器。 优点：荧光分析法具有用量少、选择性好、方法简便、灵敏度高、准确性好，可以原位、实时测定等优点被广泛用于生化分析、生物医学、临床分析等各

7、个领域。Page 13DNA 生物传感器的类型生物传感器的类型 根据核酸分子是否标记强荧光基团以及标记的荧光基团的数目可以将荧光DNA 生物传感器分为单标记型、双标记型和非标记型。1）单标记型 在核酸分子上标记单个荧光基团，通过荧光强度、各向异性等信号的变化来实现对目标分子的检测.Page 14DNA 生物传感器的类型生物传感器的类型 2)双标记型 将核酸探针同时标记上两个不同的荧光染料，当两个荧光物质之间的距离合适时能够发生荧光共振能量转移(FRET)，借助探针和目标分子作用前后核酸分子结构的变化使两个基团FRET的效率发生改变，就可以达到检测目标分子的目的。Page 15DNA 生物传感器

8、的类型生物传感器的类型 3)非标记型 标记荧光基团有可能会削弱DNA 的识别能力，而且实验的成本也较高，耗时、费力，因此发展无标记的荧光DNA 生物传感器对于分析科学和生命科学具有非常重要的意义。 目前，利用荧光物质与DNA 分子作用方式或作用后引起荧光信号的差异，发展无标记方法检测核酸、蛋白质、药物等，达到不需分离洗脱样品、快速实时检测的目的。Page 16DNA 生物传感器的应用生物传感器的应用u1.核酸检测 DNA 生物传感器主要用于检测核酸的杂交反应，利用杂交反应对特定的寡聚核苷酸片断进行分子识别检测是DNA 生物传感器的研究主题。Page 17DNA 生物传感器的应用生物传感器的应用

9、u2.蛋白质检测 DNA 生物传感器不仅用来识别特定序列的DNA，还广泛应用在基于核酸适体探针特异性识别蛋白质的检测方面，为核酸和蛋白质的研究提供了一种全新的研究手段。Page 18DNA 生物传感器的应用生物传感器的应用u3.无机金属离子的检测 DNA 生物传感器不仅被广泛地应用于DNA、酶、有机小分子的研究，还常用来检测金属离子Page 19DNA 生物传感器的应用生物传感器的应用u4.药物分析 许多小分子物质特别是有些药物分子与核酸之间存在相互作用，它们与DNA 的作用，会影响到DNA 的生理和物理、化学性质，甚至改变DNA 的转录和复制Page 20DNA 生物传感器的应用生物传感器的应用u 5.环境监测 近年来，DNA 生物传感器因其简单、快捷、准确、灵敏在监测环境中的基因诱变剂和病原微生物等方面受到广泛重视Page