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Ursprünglich erfolgte die elektrochemische Detektion der DNA durch die Reduktion
der Guanin- und Adeninreste der Nukleinsäure an der hängenden Quecksilbertropfenelektrode
(HMDE) 23,24 . Diese direkte Detektion von Nukleinsäuren an
Quecksilberelektroden wird seit dem von Palecek et al. und anderen Arbeitsgruppen
angewandt. So setzten Palecek und seine Mitarbeiter in den letzten 5 Jahrzehnten
neben der ursprünglich zur Detektion von Nukleinsäuren verwendeten oszillographischen
Polarographie 23 , auch die adsorptive Stripping Voltammetrie 25 , die
Differenz Puls Polarographie 26 und die zyklische Voltammetrie 27 ein. In den 70er
Jahren untersuchten Valenta und Nürnberg das Verhalten von Polynukleotiden an
HMDE und tropfenden Quecksilberelektroden (DME) 28 . Allerdings besitzen die
dafür eingesetzten Quecksilberelektroden einige Nachteile. So ist das als Elektrodenmaterial
verwendete Quecksilber toxisch. Deshalb ist die Suche nach
Alternativen zu diesem Material sinnvoll.
Aus diesen Gründen setzte Brabec bereits 1979 Graphitelektroden zur voltammetrischen
DNA-Detektion ein 29 . Mit diesem Elektrodenmaterial gelang ihm eine
bessere Auftrennung der Oxidationspeaks des Guanins und Adenins. 1981 wiesen
Hinnen et al. sowohl denaturierte als auch native DNA an HMDE und
Goldelektroden mittels zyklischer Voltammetrie und Kapazitätsmessungen nach 30 .
Seit den 90er Jahren wurde der Einsatz von Elektroden auf der Basis von Kohlenstoff
für die Analysemethode mit unmarkierter DNA von anderen Arbeitsgruppen
verstärkt untersucht. So zeigten Brett et al. 1994 an einer Glasskohleelektrode, dass
die Oxidation der beiden Purin-Basen irreversibel ist 31 . Cai et al. detektierten 1996
Plasmid-DNA an Kohlepasteelektroden 32 . Dabei wurden Unterschiede zwischen den
potentiometrischen Stripping Analysen (PSA) der nativen, linearen und denaturierten
DNA erkennbar. So betrug die Nachweisgrenze der linearen DNA 15 ng/ml.
1999 nutzten Wang und Mitarbeiter eine Bleistiftelektrode zur Detektion von RNA
und DNA 33 . Die Arbeitsgruppe Rivas setzte 2006 mit Kohlenstoff-Nanotubes/Chitosan
modifizierte Glaskohleelektroden bei Versuchen mit Doppelstrang- und Einzelstrang-DNA
ein 34 . Dabei konnte bereits durch die Immobilisierung des Chitosans mit
Glutaraldehyd eine sehr starke Erhöhung des Signals erreicht werden. Durch die
Zugabe der Nanotubes zu dem Chitosan konnte die Empfindlichkeit fast verdoppelt
werden.
Neben den bisher genannten Elektrodentypen wurden auch andere Feststoffelektroden
untersucht. So gelang es 1999 Fan et al. durch den Einsatz einer Silberelek-
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