Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Analytische Chemie

Betreuer: PD Dr. Gerd-Uwe Flechsig



Maren Mix
(e-mail: maren.mix@uni-rostock.de )

Elektrochemische Detektion von PCR-Produkten in Realproben

Einzelsträngige DNA (ssDNA) kann mittels [OsO4(bipy)] elektrochemisch markiert werden. Diese bisher nur bei künstlichen Oligonukleotiden eingesetzte Methode wurde auf PCR(Polymerase Kettenreaktion)-amplifizierte DNA angewendet. Dabei wurden die für die Markierung benötigten Einzelstränge mittels λ-Exonuklease-Abbaus oder asymmetrischer PCR erhalten. Als Template für die PCR diente künstliche ssDNA oder genomische DNA aus Realproben. Dabei konnten beim Einsatz von genomischer DNA die gesuchten Sequenzen auch dann amplifiziert und elektrochemisch nachgewiesen werden, wenn sie in weniger als 1 % des PCR-Templates enthalten waren. Darüber hinaus wurde ein Verfahren beschrieben, bei der mittels konvektiver asymmetrischer PCR hergestellte DNA elektrochemisch nachgewiesen wurde und erstmals gelang die Markierung mehrerer DNA-Stränge (Oligonukleotide) mit [OsO4(bipy)] gleichzeitig. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Herstellung von Einzelsträngen für die Markierung von DNA und nachfolgender elektrochemischer Detektion auch mittels thermischer Denaturierung und Abschreckung erzielt werden konnte. Die beschriebenen Ergebnisse stellen wesentliche Grundlagen für die Entwicklung eines elektrochemischen DNA-Arrays dar.

Single-stranded DNA (ssDNA) can be labeled electrochemically by [OsO4(bipy)]. This previously only with artificial oligonucleotides used method was applied to PCR-amplified DNA. The required single strands were obtained by λ-Exonuclease digestion or asymmetric PCR. Artificial ssDNA or genomic DNA was used as template for the PCR. When genomic DNA was used as a template, the sought sequences were amplified and electrochemically detected, even when their amount in the template was less than 1%. Furthermore a new method has been described where DNA, produced by convective asymmetric PCR, was detected electrochemically and for the first time simultaneous labeling with [OsO4(bipy)] of several DNA-strands (oligonucleotides) was performed. In addition it was shown that the production of ssDNA for labeling of DNA and following electrochemical detection can also be performed by thermal denaturation and chilling of the sample. The described results represent an important basis for the development of an electrochemical DNA array.