电化学传感器在DNA损伤研究中的应用
学院：XX.学号XX 姓名XX
一 课题描述
电化学传感器最早可以追溯到上世纪50年代，是由膜电极和电解液灌封而成。气体浓度信号将电解液分解成阴阳带电离子，通过电极将信号传出。它的优点是：反映速度快、准确（可用于ppm级），稳定性好、能够定量检测，传统上主要适用于毒性气体的检测。但电化学传感器也在不断发展，应用于多种领域的简则，例如用来测定目标分子或物质的电学和电化学性质，从而进行定性和定量的分析和测量。
DNA损伤是复制过程中发生的DNA核苷酸序列永久性改变，并导致遗传特征改变的现象……以下内容省略。
一、关键词：
电化学传感器、DNA损伤
二、关键词的相关词
电化学传感器的相关词：重金属检测
DNA损伤的相关词：损伤作用、细胞DNA损伤
三、检索式
中文检索式： （电化学传感器 OR重金属检测）AND (DNA损伤 OR 细胞DNA损伤) 英文检索式：\"electrochemical sensor \" OR \"electrochemical transducer \" AND \" DNA damage \"OR \" cell DNA damage \"
四、所选择的信息源
⑴中文数据库：
CNKI—中国期刊全文数据库
CNKI—中国优秀硕士论文全文数据库
CNKI—中国博士论文全文数据库
⑵外文数据库：
DII（德温特）专利数据库
Springer Link数据库
Science Direct online
Wiley - Blackwell电子期刊数据库
⑶文摘数据库
Ei conpendex
ISI—Web of Science (SCI)
五、每个数据库或其他信息源的检索结果
⑴中文数据库
① CNKI—中国期刊全文数据库
检索结果：1条
孙兴炎，徐春，刘盛辉，何品刚，方禹之.DNA电化学传感器在DNA损伤研究中的应用 .高等学校化学学报，1998，09,8
②CNKI—中国优秀硕士论文全文数据库
检索结果：0条
③CNKI—中国博士论文全文数据库
检索结果：49条
王学亮.纳米仿生界面的构建及纳米电化学生物传感器在生物分子检测中的应用研究.中国学术期刊（光盘版）电子杂志社，2009，10
⑵外文数据库
① DII（德温特）专利数据库
检索结果：1条
Implantable device for, e.g.monitoring intercranial preure within aneursym sac or eye tremor comprises sensor and anti-scarring agent or composition containing the agent that inhibits scarring on implant surface, ANGIOTECH INT AG (ANGI-Non-standard), WO2005051871-A2
② Springer Link数据库
检索结果：609条
选择2篇文章
1．、Rahul M.Kotkar and Ashwini K.Srivastava .Electrochemical behavior of nicotinamide using carbon paste electrode modified with macrocyclic compounds.Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 2008, 60(3-4):271-279
2．Jiming Xu, Yanping Wang, Yuezhong Xian, Meichuan Liu and Litong Jin, et al.Determination of electroinactive organic acids in red wine by ion-exclusion chromatography using a poly-o-phenylenediamine film modified electrode.Chromatographia, 2003, 57(11-12): 751-756
③Science Direct online
检索结果：5条
选择2篇文章 1．Yan Zhang ,Naifei Hu .Cyclic voltammetric detection of chemical DNA damage induced by styrene oxide in natural dsDNA layer-by-layer films using methylene blue as electroactive probe.Electrochemistry Communications,2007,9(1)：35~41
2．Liping Lu, Tianfang Kang, Shuiyuan Cheng and Xiurui Guo .An active nano-supported interface designed from gold nanoparticles embedded on ionic liquid for depositing DNA.Applied Surface Science, 2009, 256(1): 52-55
Huan Xia Yin, Tao Yang, Wei Zhang, Xiao Dong Zhou, Kui Jiao.Electrochamical biosensing for dsDNA damage induced by PbSe quantum dots under UV irradiation.Chinese Chemical Letters, 2010, 21 (6):716-719
⑶文摘数据库
①Ei conpendex
检索结果：4条
选择2篇文章
1．Wang Gui-Xiang , Pan Qian-Xiu,Wang Huai-Sheng.Preparation of a novel DNA electrochemical sensor and its application to detection of DNA oxidative damage.Chemical Journal of Chinese Universities, 2005, 26(10):1812~1816
2．Wei Zhang,TaoYang,Weijuan Li,Guicun Li,Kui Jiao.Rapid and sensitive electrochemical sensing of DNA damage induced by V2O5 nanobelts/HCl/H2O2 system in natural dsDNA layer-by-layer films.Biosensors ＆ Bioelectronics.2010, 25(10):2370~2374
②ISI—Web of Science (SCI)
检索结果：11条
选择3篇文着
1． Oliveira SCB , Oliveira-Brett AM.DNA-Electrochemical Biosensors: AFM Surface Characterisation and Application to Detection of In Situ Oxidative Damage to DNA.
COMBINATORIAL CHEMISTRY & HIGH THROUGHPUT SCREENING, 2010,
13(7):628~640
2．Karadeniz H, Armagan G, Erdem A, Turunc E, Caliskan A, Kanit L, Yalcin A (Yalcin, Ayfer).The Comparison of Electrochemical Aay and Agarose Gel Electrophoresis for the
Determination of DNA Damage Induced by Kainic Acid.ELECTROANALYSIS, 2009, 21(22):2468~24763．Yan Zhang ,Naifei Hu.Cyclic voltammetric detection of chemical DNA damage
induced by styrene oxide in natural dsDNA layer-by-layer films using methylene blue as electroactive probe .Electrochemistry Communications, 2007, 9(1):35~
41六、总结
DNA 是遗传信息的载体，在细胞生命活动中发挥着举足轻重的作用。完好的DNA一般由两条核苷酸链组成，通过两条链上的碱基之间形成链间氢键而保持独特的双螺旋结构，细胞环境的某些化学或物理因素都会导致DNA的损伤。DNA的损伤检测是在DNA研究领域的最重要议题之一。电化学方法以其简单、快速、灵敏、价格低和规格小等优点，为检测DNA的损伤提供了一种可选择的检测手段。
张伟等[1]以Ru(bpy)32+ and Co(phen)33+作为电化学探针来监测V2O5纳米带/HCl/H2O2 溶液中双链DNA的氧化损伤监测。V2O5纳米带/HCl/H2O2系统引起DNA的氧化损伤机制，与其引起的Fenton反应类似。V2O5与盐酸的反应会产生V
（四），产生的V
（四）将进一步与过氧化氢反应，生成羟自由基OH ·，这可能对DNA造成严重损害。目前的工作提供了一个体外模型，其通过一个简单的电化学方法以及层与层的组装来模拟生物过程中的DNA损伤。这种方法也在体外对新纳米材料和化学品其潜在的遗传毒性快速、敏感的的筛选方面展现出良好的应用前景。
王贵祥等[2]在一种新型的DNA电化学传感器hydroxyapatite (HAp)-poly vinyl alcohol (PVA) 上检测Fe2 +对双链DNA的试剂氧化损伤。结果清楚地表明，在本实验中DNA损伤可以通过AA的过量而被加速。低浓度的EDTA，相对高浓度的Fe2+可以产生更多的OH ·，造成更深入的DNA损伤。Karadeniz H等[3]已经确定了在体外和体内条件下红藻酸与小牛（家）的胸腺双链DNA和基因组DNA之间的相互作用对DNA造成损伤的可能性。除了Fe2+以外，其它过渡金属如Cu2+、Ni2+、Cr3+等也可以发生Fenton反应，导致DNA氧化损伤[4]，Lloyd等人将不同过渡金属离子诱导的Fenton反应引起的DNA损伤进行了定量化对比[5]，研究发现Cr3+引起的Fenton反应导致最多的8-羟基鸟嘌啉的生成，其次是Fe2+，可以达到13600/106个碱基，其余的过渡金属依次为Cu2+、Cr6+、Co2+、Ni2+、Cd2+，研究发现8-羟基鸟嘌啉的形成与DNA的双链断裂有很好的相关性。Ouameur等人研究了小牛胸腺
DNA与Fe的结合，发现Fe可以结合到DNA鸟嘌啉N-7位点，结合常数为KG = 5.4×104 M-1，Fe2+结合到DNA磷酸骨架的结合常数为Kp = 2.4×104 M-1，总之，Fe2+可以结合到DNA的碱基或磷酸基团而进一步参与Fenton反应，对DNA位点产生特异性的损伤。
张燕等在PSS/{PDDA/dsDNA}多层薄膜上构建一种电化学传感器用于天然双链DNA的监测。当 PSS/{PDDA/dsDNA}膜组合在石墨热解电极上被浸没在亚甲基蓝溶液中，在pH=7.0的空白区，出现可逆的循环的氧化还原峰-0.23V。在空白溶液中，进入到薄膜中的亚甲基蓝逐渐的被释放出来，当薄膜又一次浸没在亚甲基蓝溶液中时，亚甲基蓝又可以完全进入到薄膜中，这显示了亚甲基蓝的良好可逆性。但是受损的PSS/{PDDA/dsDNA}膜就不具有以上良好的可逆性。
鲁理平等以金的纳米离子膜涂到玻璃电极上修饰由HCHO引起的损伤，修改的过程在用X射线光电子能谱、原子力显微镜、电化学阻抗谱进行分析。结果发现，改性的膜可以有效地研究电化学催化剂-甲醛氧化引起的DNA损伤。尹川夏等[9]用一种目前正在研发的电化学传感器，在紫外光照射下的硒化铅量子点检测双链天然的DNA（dsDNA抗体）的损伤。双链DNA的损伤在其浸在硒化铅量子点敏感膜电极并用紫外灯照射它的过程中实现。利用循环伏安法，用Co（phen）33 +作为电化学探头来检测双链DNA损伤。紫外线照射和Pb2+离子的硒化铅量子点中释放出来的活性氧（ROS）在硒化铅量子点在紫外线照射下也存在被诱导产生的双链DNA损伤的三个因素。这三个因素的协同作用可能极大地提高了双链DNA损伤。这种电化学传感器提供了一个简单的检测DNA损伤方法。
目前，遗传物质毒性筛选中存在的问题和解决问题包括：传统的电化学传感器检测DNA损伤的灵敏度不够高；多溴代联苯醚类、全副烷基酸类等一些新型的污染物对DNA的损伤以及由此引起的遗传毒性仍然是未知数；有一些化学品本身并不具有遗传毒性，但其代谢物有遗传毒性，很多代谢物的遗传毒性大小仍是未知的。
[8][7]2+[6]2+
