Electrochemically Active DNA Probes: Detection of Target DNA Sequences at Femtomole Level by High-Performance Liquid Chromatography with Electrochemical Detection

Takenaka, Shigeori; Uto, Yoshihiro; Kondo, Hiroki; Ihara, Toshihiro; Takagi, Makoto

doi:10.1006/abio.1994.1203

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“…3 In addition to potential therapeutic applications, due to the electrochemical behavior of many drugs, DNA binding studies are anticipated to be useful in electroanalytical applications. [4][5][6][7] There are mainly three possible binding modes between DNA and small molecules: (1) An electrostatic interaction that extends the negatively charged phosphates outside the DNA double helix; (2) the interaction with grooves of DNA; and (3) an intercalation model in which the base pairs of DNA unwind to accommodate an intercalating agent. 8,9 Several techniques have been employed to study the binding of small molecules to DNA including, for example, viscometry, 10 UV-Vis spectroscopy, 11 isothermal calorimetric titration, 12 luminescence, 13 electrophoresis, 14 fluorescence 15 and electroanalytical methods.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Electrochemical and Spectroscopic Studies of the Interaction of Proflavine with DNA

Aslanoğlu

2006

ANAL. SCI.

135

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The interaction of proflavine with herring sperm DNA has been investigated by cyclic voltammetry and UV-Vis spectroscopy as well as viscosity measurements. Shifts in the peak potentials in cyclic voltammetry, spectral changes in UV absorption titration, an increase in viscosity of DNA and the results of the effect of ionic strength on the binding constant strongly support the intercalation of proflavine into the DNA double helix. The binding constant for the interaction between proflavine and DNA was K = 2.32 (±0.41) × 10 4 M -1 and the binding site size was 2.07 (±0.1) base pairs, estimated in voltammetric measurements. The value of the binding site size was determined to be closer to that expected for a planar intercalating agent. The standard Gibbs free-energy change is ca. -24.90 kJ/mol at 25˚C, indicating the spontaneity of the binding interaction. The binding constant determined by UV absorption measurements was K = 2.20 (±0.48) × 10 4 M -1 , which is very close to the value determined by cyclic voltammetry assuming that the binding equilibrium is static.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Electrochemical and Spectroscopic Studies of the Interaction of Proflavine with DNA

Aslanoğlu

2006

ANAL. SCI.

135

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“…A hibridização foi detectada pela diminuição dos valores de corrente de oxidação do conjugado oligonucleotídeo-ferroceno frente à formação dos complexos de DNA. Este método foi aplicado na determinação de polinucleotídeos por HPLC com detecção eletroquímica em eletrodo de grafite 63 …”

Section: Figura 5 Representação Esquemática Da Adsorção De Dna Na Suunclassified

Eletrodos modificados com DNA: uma nova alternativa em eletroanálise

1999

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DIVULGAÇÃO INTRODUÇÃOO comportamento eletroquímico do DNA e os efeitos de sua adsorção sobre diversos tipos de eletrodos vêm sendo pesquisados há quase 40 anos [1][2][3][4][5] . A maioria destes estudos está centralizada na análise e identificação estrutural de ácidos nucléicos e a relação entre o comportamento polarográfico do DNA e sua conformação em solução 6 , mostrando as diferenças de resposta eletroquímica existentes entre DNA nativo (doublestrand, dsDNA), desnaturado (single-strand, ssDNA) e degradado 7,8 , utilizando-se principalmente eletrodos de mercúrio.O uso de eletrodos sólidos estendeu de forma significativa o campo de aplicação dos métodos eletroquímicos para análi-se de ácidos nucléicos. Diversas são as possibilidades de emprego dos eletrodos modificados com DNA, como a determinação de espécies carcinogênicas e de fármacos, entretanto biossensores de DNA têm sido desenvolvidos para a análise e determinação de seqüências de bases do DNA com intuito de diagnóstico de doenças.Este artigo apresenta uma visão geral da evolução do estudo e determinação eletroquímica de ácidos nucléicos utilizando-se eletrodos de mercúrio, além dos recentes avanços no desenvolvimento de eletrodos modificados com DNA aplicados à aná-lise e estudo do mecanismo de ação biológica de fármacos, determinação de espécies de interesse ambiental e na identificação e seqüenciamento genético. COMPORTAMENTO ELETROQUÍMICO DO DNAOs fenômenos de adsorção de ácidos nucléicos naturais e biossintéticos foram estudados, predominantemente, por polarografia a.c. 9,10 . Em soluções neutras, levemente alcalinas e moderada força iônica, ambos DNAs, nativo e desnaturado, podem ser adsorvidos na faixa de potencial entre 0 e -1,0 V, utilizando-se eletrodo de mercúrio. Nesta faixa de potencial todos os constituintes do DNA -resíduos de base, desoxirribose e grupo fosfato -podem ser envolvidos no processo de adsorção 2,8,9 . A Figura 1a 8 apresenta os diversos sinais tensamétricos possíveis de serem obtidos, pelos constituintes dos ácidos nucléicos, envolvendo o processo de adsorção/dessorção.O pico 1, próximo de -1,2 V, produzido tanto pelo DNA nativo quanto pelo desnaturado indica a dessorção ou reorientação segmentada de regiões helicoidais adsorvida por meio do esqueleto açúcar-fosfato. Em determinadas condições o dsDNA produz o pico 2 devido à abertura das regiões da dupla-fita. O pico 3, produzido apenas pelo ssDNA, corresponde ao processo de dessorção de segmentos adsorvidos, preferencialmente, através das bases 8 . Em determinadas condições, como baixa força iônica, o dsDNA apresenta o pico designado como 0. Este pico foi atribuído à adsorção eletrostática de ácidos nucléicos a potenciais negativos e dessorção/reorientação da molécula de DNA próxi-ma ao potencial de carga zero 8 . O contato prolongado do DNA nativo com a superfície de eletrodos pode provocar desnaturação da molécula motivada pela força de repulsão entre a superfície do eletrodo e os grupos fosfato negativamente carregados [11][12][13] [Ref. 8]

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“…4 In addition to potential therapeutic applications, due to the redox activity of many drugs, DNA binding studies are anticipated to be useful in electroanalytical applications. [5][6][7][8] Various techniques have been extensively employed to study the binding of drug molecules to DNA, such as spectroscopic methods, 9,10 viscometry, 11 isothermal calorimetric titration, 12 luminescence, 13 electrophoresis, 14 fluorescence, 15 nuclear magnetic resonance, 16 quartz crystal microgravimetry 17 and electroanalytical methods. [18][19][20][21][22][23] Since many small molecules exhibit redox activity, the electrochemical method should provide a useful complement to the previously used methods for investigations.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Electrochemical and Spectroscopic Investigations of Protonated Ferrocene-DNA Intercalation

et al. 2008

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Electrochemically Active DNA Probes: Detection of Target DNA Sequences at Femtomole Level by High-Performance Liquid Chromatography with Electrochemical Detection

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Electrochemical and Spectroscopic Studies of the Interaction of Proflavine with DNA

Electrochemical and Spectroscopic Studies of the Interaction of Proflavine with DNA

Eletrodos modificados com DNA: uma nova alternativa em eletroanálise

Electrochemical and Spectroscopic Investigations of Protonated Ferrocene-DNA Intercalation

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