《DNA-量子點電化學發光感測器用於環境污染物的檢測》是依託北京工業大學，由魯理平擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：DNA-量子點電化學發光感測器用於環境污染物的檢測
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：魯理平
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電化學發光在基礎研究和分析套用領域具有廣泛的套用，利用量子點的電化學發光和生物標記實現對物質的靈敏檢測是電化學發光感測器的一條新途徑，已經引起研究者的廣泛關注。為進一步加深對量子點電化學發光的理論研究及其擴展套用，需要對適用不同體系的量子點電化學發光感測器的機理和套用進行詳細的研究。.本研究選用多溴聯苯醚和全氟辛烷磺醯基化合物兩類新型環境污染物作為檢測對象，分別構建天然雙鏈DNA-量子點和量子點-寡聚核糖核酸雜交電化學發光感測器，並採用電化學、原子力顯微鏡、電化學阻抗、電化學石英晶體微天平等實驗方法進行表征，通過分析待測物對DNA電荷傳遞性能的影響以及和量子點發光強度之間的關係，最佳化實驗條件，實現對環境污染物的靈敏檢測。本課題對深入理解DNA電荷傳遞和量子點電化學發光的規律具有重要意義，為環境污染物的快速，準確、靈敏檢測提供一種新的思路。
結題摘要
背景及意義：環境污染物對生命體系的影響近年來受到廣泛關注。靈敏檢測對於污染防治和人們身體健康保障具有重要的現實意義。 方向：分析化學與環境科學及生物學科的交叉領域。 主要內容及結果：本課題以生物大分子DNA與環境污染物之間的相互作用為檢測依據，首先研製了DNA生物電化學發光感測器。短鏈DNA在金電極表面的固載利用端基巰基修飾的DNA與金的S-Au鍵的鍵合作用實現。天然長鏈DNA，如小牛胸腺DNA則通過簡易的滴塗方法實現在玻碳表面的固載。原子力顯微鏡、電化學阻抗研究顯示 短鏈DNA和天然長鏈DNA在不同界面上具有不同狀態，基於不同的研究目的應選擇合適的固載方法。感測器製備的關鍵步驟是量子點修飾到DNA的端基。這部分考察了EDC 和NHS的混合比例、混合先後順序、相互作用時間及溫度等實驗條件，最佳化得出最佳修飾條件。 利用電化學、電化學發光、石英晶體微天平、紫外光譜、X-射線光電子能譜等技術研究了環境污染物全氟辛烷磺酸（PFOS）及全氟辛酸（PFOA）與DNA相互作用，並結合DNA和污染物的分子結構特點，推測DNA與全氟化合物的作用機理為：分子的親水部分（酸基團）與DNA的磷酸骨架靠近，分子的疏水部分插入DNA鹼基對之間，通過氫鍵作用結合。DNA與小分子的相互作用研究較多的是具有平面環狀結構的分子，這裡我們研究的是直鏈分子，是新的嘗試和探索，並得出較好結果。 本課題分別以電化學和電化學發光技術測定污染物在與DNA作用前後的信號變化。以亞甲基藍為電化學指示劑發現DNA經PFOS溫浴後，其氧化還原電位及電流都發生了變化，尤其電流削弱明顯。量子點電化學發光研究污染物對DNA的損傷，發現DNA經PFOA溫浴後變化非常顯著，較之電化學有著更高的靈敏度。同理，五溴聯苯醚對DNA損傷檢測得出相似的結果。檢測PFOA的檢測限達到10-14mol /L。線性範圍超過6個數量級。
