基于纳米团簇探针的电致发光核酸分子诊断(4)
1.3 循环伏安法（CV）简介
CV循环伏安法（CV）测定电极是通过对电极电势的控制，用周期性的三角形脉冲电压扫描电极，记录下电流-电压（I-P）曲线。电极上的修饰物在一次三角波扫描中交替发生氧化还原反应，形成一次氧化和还原过程的循环，因而被称为循环伏安法，其I-P曲线称为循环伏安图。测定的电压范围、灵敏度（电流）、扫描圈数和扫描速率均可自行设定。工作电极可用悬汞电极或铂电极、玻碳电极、石墨电极等固体电极。
CV测定中，如果脉冲电压首先向低电势方向扫描，那么电活性物质在电极上将被还原，出现还原峰；一个扫描段后，脉冲电压向高电势方向扫描的同一电位上，还原产物会重新被氧化，出现氧化峰。如果所研究的电活性物质的可逆性差，那么氧化峰与还原峰的高度就不同，对称性也较差。
根据曲线的峰形、位置等信息可以判断出电极反应可逆度，中间体、相界吸附或新相形成的可能性，偶联化学反应的性质等。常用CV来测量电极反应的各项参数，判断反应的控制步骤和机理，以及借此观察整个扫描范围内的反应及其性质。对于一个新的未经分析的电化学体系，循环伏安法往往是研究的首选方法，原因也在于此。
1.4 研究课题的提出和内容
脱氧核糖核酸(DNA)作为遗传信息的主要承担者，在生命体发育的过程中具有重要作用。发展高效、灵敏度高、选择性好的核酸检测策略对于生命科学和临床分析、疾病诊断和预防具有重要意义[11]。目前，包含荧光、电化学、化学发光等多种技术在内的分析技术已应用于新型高效核酸生物传感器的开发。其中，电致化学发光分析技术因其结合了电化学以及化学发光两种分析技术，具有可控性、可选择性、重现性较好和检测灵敏度较高的优良特性，现已广泛应用于免疫分析、食品及水质检测和生化试剂检测[12`15]等领域。然而，多数纳米级发光体的ECL效率较低且仅在负电位响应[14]，导致传统的ECL检测方法大多需要引入外源性共反应剂参与检测[16]。因此，发展绿色高效的ECL发光体、开发新型生物分析检测策略十分重要。
卟啉分子因其拥有特殊的电化学活性，已被广泛的应用于光电传感器和电化学分析中[16，17]。在以溶解氧作为共反应剂的条件下，间四苯基卟啉锌(ZnTPP)能够产生优良高效的电致发光响应，并且具有较好的稳定性，即不发生任何的光漂白反应。此外，具有特殊“颈环”结构的分子信标(ssDNA)[18]在捕获特定序列的核酸并且与之发生互补配对后，可将颈环结构打开，并暴露末端。利用这一理论，Blackbum[19]等人在1991年首次使用以Ru(bpy)32+进行末端标记的DNA探针杂交，并根据对ECL信号变化的分析进行临床诊断。此后，将电致化学发光体或其衍生物标记在DNA探针上，并通过ECL进行DNA序列测定的技术得到了广泛的关注。
本课题组基于DNA分子信息标记技术，根据卟啉可参与轴向配位的特点，利用足球烯（C60）苯胺咪唑（ImAn）复合物富集ZnTPP合成了C60-ZnTPP复合物，并以此作为电致发光的信号分子，构建了一种新型的电致化学发光生物传感器，拟用于检测H7N9病毒亚基的DNA。电致化学发光分析检测的结果表明，该生物传感体系能够很好地检测到目标DNA，检测下限可达pM水平。综上所述，该电致化学发光生物传感体系显然具有较高的灵敏度、较高选择性和良好的DNA识别能力，具有较高的研究价值。