优秀论文

 

层层组装聚赖氨酸和CdSe标记的DNA制备高灵敏

DNA生物传感器

杨 涛  黄大明  付 洵  焦 奎

（青岛科技大学化学与分子工程学院）

本文基于聚赖氨酸和DNA的层层组装制备了一种DNA生物传感器。首先将CdSe量子点标记到目标DNA上，然后利用DNA杂交特异选择性以及聚赖氨酸表面氨基与DNA磷酸骨架之间的静电结合力，将聚赖氨酸和DNA交替组装于碳糊电极表面以制备DNA传感器，并利用氧化溶解CdSe所得Cd²⁺的微分脉冲溶出伏安（DPASV）响应考察了组装层数对DNA检测的影响。实验证明当组装层数为5时，所得的微分脉冲溶出伏安峰最大且所制备的传感器有宽的检测范围和高的灵敏度。

修饰电极制备及检测：(1) 将10 µL 1g/L的poly-L-lysine溶液滴涂于新鲜处理的碳糊电极表面，在室温下自然晾干。用超纯水清洗电极表面。(2) 取10 µL 1.0 × 10^-4 mol/L 探针ssDNA溶液滴涂到(1)所得电极表面，自然晾干后，用超纯水清洗电极表面。(3) 将电极浸入杂交液中，在45 °C恒温水浴中反应40 min。取出电极后，用0.2 %的SDS和超纯水分别洗涤电极3次，得到单层膜修饰电极CdSe-dsDNA/poly-L-lysine/CPE。重复上述步骤(1)、(2) 、(3)，得到多层膜修饰电极(CdSe-dsDNA/poly-L-lysine)_n/CPE。将多层膜修饰电极浸入到50 µL 1 mol/L HNO₃溶液中，CdSe迅速溶解。取出电极，再加入400 µL 0.1 g/L HgCl₂溶液以及2 mL 0.2 mol/L HAc-NaAc缓冲溶液（pH 5.3），得到含Cd²⁺的混合溶液，此混合溶液用于DPASV测定。

DNA特定序列的检测：对浓度为1.0 × 10^-8 mol/L的目标DNA进行检测，不同组装层数的修饰电极所得Cd²⁺的DPASV响应如图1所示。如图所示，通过组装层数的增加，响应信号也得到了有效的放大。单层膜修饰电极所得到的DPASV信号并不明显（曲线a）。随着组装层数的增加，信号也得到了相应的放大。当以6层膜对电极进行修饰时，所得的信号明显减小。由此可得6层膜制备的修饰电极不适合进行目标DNA的检测。当用于检测相同浓度目标DNA时，相比单层膜修饰电极，5层膜修饰电极将信号放大了41倍。实验中5层膜修饰电极被用于DNA的检测。DPASV峰电流值与目标DNA浓度之间呈良好的线性关系。随着组装层数的增加，其检测限也逐渐减小。(CdSe-dsDNA/poly-L-Lysine)₃/CPE 得到了较低的检测限（2.4 × 10^-13 mol/L）。 (CdSe-dsDNA/poly-L-Lysine)₅/CPE 所得的检测限更低（2.2 × 10^-15 mol/L），相比没有应用层层组装技术制备修饰电极，所得检测限低4个数量级。

（参考文献及图、表略）