纳米级微电极快速核酸检测鉴定病原微生物 邹依敏.

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1 纳米级微电极快速核酸检测鉴定病原微生物 邹依敏

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3 Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes（NME） 利用纳米微电极进行超敏电化学生物分子检测

4 Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes
当样品液滴加在微电极上时，带正电的钌络合物吸引带有一个负电荷的目标DNA分子，与核酸探针进行分子杂交。 分子杂交引起电子转移，产生电流，微电极上的Ru3+/Fe3+体系可以放大电流使其可以被检测到。 B C D A 传感器探测到这种电流信号，则可由此信号确定样品中含有目标DNA，进而鉴定样品中是否含有相应病原微生物。 纳米金微电极表面刺针连接有特定的核酸分子探针，带正电荷的钌络合物。

5 技术特点： 无扩增 快速 简化操作 灵敏性高 同时检测多种病原微生物
Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 技术特点： 无扩增 快速 简化操作 灵敏性高 同时检测多种病原微生物

6 Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes
核酸分子探针以巯基连接在微电极表面

7 Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes
纳米金微电极表面刺针连接有特定的核酸分子探针，带正电荷的钌络合物。当样品液滴加在芯片上时，带正电的金属钌吸引带有一个负电荷的目标DNA/RNA分子，使其与核酸探针杂交。 Ru（NH 3）63+为主要电子受体。钌通过磷酸盐骨架通过静电相互作用结合核酸。钌在微电极表面被还原，发生电子转移，产生点流，双链核酸分子的电流强于单链探针。

8 每个Ru 3+受体只能接受一个电子。 因此，有限的Ru 3+浓度不足以在标准杂交条件下产生可检测的电流。
Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 每个Ru 3+受体只能接受一个电子。 因此，有限的Ru 3+浓度不足以在标准杂交条件下产生可检测的电流。 于是引入了第二电活性物质Fe（CN）63-作为二次电子受体，可以使电流放大10-50倍。

9 Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes
近端裂解和细菌mRNA的检测 将细菌样品引入裂解室中，所述裂解室由分开的两个金电极组成。施加100V脉冲20秒以裂解样品中的细菌，随后释放细胞内mRNA。 为了减少分析物分子用于传感器所需的时间，细菌在传感器附近被电化学裂解，因此释放的细胞内mRNA可以快速地用于相邻的NME。

10 电崩解理论（Electric breakdown） 电穿孔理论（Electroporation）
Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 高压电场使微生物裂解原理 电崩解理论（Electric breakdown） 电穿孔理论（Electroporation）

11 Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes
代谢产物或结构蛋白质检测 在不存在结合的蛋白质的情况下，在电极和氧化还原指示剂[Fe（CN）6] 3- / 4-之间存在有效的电子转移;结合蛋白质之后，阻碍氧化还原体系的电子转移。 HIV-p24抗原检测

12 Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes
参考文献 Sage A T, Besant J D, Lam B, et al. Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes[J]. Accounts of Chemical Research, 2014, 47(8): Kelley S O, Mirkin C A, Walt D R, et al. Advancing the speed, sensitivity and accuracy of biomolecular detection using multi-length-scale engineering.[J]. Nature Nanotechnology, 2014, 9(12):

13 THE END