量子点CdS电化学发光传感器对DNA损伤研究.pdf

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1、第4l卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第6期2013年6月ChineseJournalofAnalyticalChemistry805—810DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．20935量子点CdS电化学发光传感器对DNA损伤研究鲁理平许来慧康天放程水源(北京工业大学环境与能源工程学院，北京100124)摘要研制了用于研究DNA损伤的电化学发光传感器。在0．1mol／LCdCh和0．02mol／LNa2sO(0．1mol／LHC1调节至pH2～3，50oC)溶液中，采用循环伏安法(cv)在玻碳电极表面原位沉积硫化镉纳米晶，构建了

2、硫化镉纳米晶修饰的电极界面(CdSQDs／GCE)；以半胱氨酸为连接剂，利用羧氨键(一CONH一)将氨基修饰的短链DNA组装到CdS表面(DNA／CdSQDs／GCE)。以H：O为共反应剂，利用电化学发光方法研究了全氟辛烷磺酸对DNA的损伤。结果表明，全氟辛烷磺酸温浴后的双链DNA修饰硫化镉的电化学发光信号强度介于单链和双链DNA之间，且随着全氟辛烷磺酸浓度的增加，电化学发光信号值变大，同时电化学阻抗曲线显示全氟辛烷磺酸致电极界面的电子传递性能降低。可以推测，PFOS可能导致DNA链的扭曲或断裂。关键词硫化镉量子点；电化学发光；DNA损伤；全氟辛烷磺酸1引言量

3、子点是一种新型发光材料，具有独特的物理和化学性质，在磁学、光学、电学、催化和化学传感以及生物医学等方面具有广阔的应用前景。目前，量子点的合成方法主要包括沉淀法、水热合成法、微波辅助法、模板法、电沉积法等。采用电沉积方法制备量子点，可以通过调控沉积条件控制量子点的粒度大小。但是在目前的研究报道中，多采用ITO玻璃¨和Pt等金属作为基底，在玻碳电极表面沉积具有发光性能的CdS的研究罕见报道。目前，CdS量子点修饰的电化学发光传感器的制备主要包括将CdS量子点制成碳糊电极j、将已经制备好的水溶性的CdS量子点直接滴涂到电极表面、通过层层自组装将已经制备好的水溶性的C

4、dS量子点组装到碳纳米管修饰的玻碳电极上’和通过核素一亲和素将CdS量子点连接到电极表面等方法l。以上这些方法，需要提前制备CdS量子点，比较复杂。本研究采用电化学沉积方法在电极表面修饰CdS，这种方法具有操作方便，程序简单的优点。DNA存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息，因此维护DNA分子的完整性对细胞功能至关重要。外界环境和生物体内部的因素都经常会导致DNA分子的损失或改变。DNA损伤主要有物理因素(如紫外线引起的DNA损伤)和化学因素(如烷基化剂)。DNA损伤主要采用生物体活体培养和彗星实验检测_1J。全氟化合物(PFCs)，特别是被广泛应用于纺织品、

5、皮革制品、润滑油、电子产品以及泡沫灭火器中的全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)造成了全球生态系统的破坏，已成为广泛关注的全球性污染物¨M。由于PFCs中的高能碳氟键具有强极性，能够抵御强的水解、光照降解、微生物代谢和降解作用，从而使全氟化合物污染具有持久性和生物积累性_l。研究表明，全氟化合物通过呼吸道吸人和饮用水、食物的摄人等方式进入生物体，很难被排出，其最终富集于人体、生物体中的血、肝脏、肾脏和脑中卜。目前，PFOS的毒性机理还不清楚，也鲜有基于分子水平的研究成果_2。本实验利用电化学发光方法研究了PFOS对DNA损伤。2实验部分2．1仪器与试

6、剂CHI660A电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)；光电倍增管(H9306-03，日本滨松公司)，电阻值2012-09—17收稿；2012—12-．26接受本文系国家自然科学基金青年项目(No．21005005)、北京市科技新星(No．2010B009)、北京市教委面上(No．KM201010005014)、北京市人才强教中青年骨干(No．PHR20110818)及北京市创新l~lg／k(No．PHR201007105)项目资助E—mail：lipiⅡglu@bjut．edu．ca分析化学第41卷为1kQ；三电极系统：修饰玻碳电极(GCE，d=3mm)为工作

7、电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝为对电极。KQ218超声波清洗器(昆明市超声仪器有限公司)；原子力显微镜(SPA300HV)。CdC1：·5H：0，NaS0，，H：0(北京化学试剂有限公司)；全氟辛烷磺酸化合物(>98．O％，TCI公司)；Tris—HC1(G&K公司)。其它试剂均为分析纯。实验用水为二次蒸馏去离子水。DNA为5．氨基修饰的20个碱基的寡核苷酸探针(5NH：．SS．DNA)及与其完全互补配对的靶DNA，由上海生工合成纯化。序列(5to3)如下：DNA探针(SS—DNA)：5．NH2．(CH2)6．GACTCACTATAGGGAGGCGG．3；

8、靶DNA(T—DNA)：5．CCGCC