湖北大学考研，湖北大学考研招生简章
通讯作者：陈朝威；李金华；王贤保
通讯单位：武汉大学人民医院；湖北大学
开发高灵敏度、可靠、低成本的无标记DNA生物传感器是传统荧光、电化学和其他技术的挑战。大多数传统的方法需要标记荧光、酶或其他复杂的修饰。
在此，湖北大学王贤保教授、李金华教授和武汉大学人民医院陈朝威合作制造了碳量子点(CQD)功能化的溶液门控石墨烯晶体管(SGGTs)，用于高灵敏度的无标记DNA检测。
图1. DNA传感器结构示意图和杂交识别过程。
相关工作以“Ultrasensitive Label-Free DNA Detection Based on Solution-Gated Graphene Transistors Functionalized with Carbon Quantum Dots”为题发表在Analytical Chemistry上。
图2.(a) CQD功能化的SGGT DNA传感器的配置。(b)两个EDLs的示意图。(c) SGGT器件在栅极电压VGS下的电位降。蓝色区域代表EDLs。(d)将探针ssDNA固定在栅电极上和加入DNA靶前/后器件的转移曲线。
要点1.该检测设备是通过巯基乙酸将量子点固定在栅电极表面。通过强π-π相互作用将单链DNA (ssDNA)探针固定在CQDs上。ssDNA探针可以与目标分子杂交，形成双链DNA，导致狄拉克电压和通道电流响应发生偏移。
要点2.实验结果显示，检测限(LOD)可达1 aM，比其他方法低2~5个数量级。在1 aM~0.1 nM范围内具有良好的线性关系，具有良好的特异性。能有效区分单碱基错配的目标DNA。在1 aM浓度下的响应时间为326 s，可以对超低浓度的DNA分子进行快速检测。
该工作为生物传感器的应用提供了良好的前景。
图3. (a)加入不同浓度的互补DNA后，固定了ssDNA探针的传感器的转移曲线。(b) DNA传感器的狄拉克电压位移(ΔVDirac)是目标DNA浓度的对数浓度(Log CDNA)的函数。(c)传感器对添加不同浓度的互补DNA (VDS =0.1 V和VGS =0.1 V)的通道电流响应。(d)传感器的通道电流(ΔIDS)随不同浓度的互补DNA (Log CDNA)的变化。
图4. (a)检测非互补DNA靶标(UN-Com)、9碱基错配DNA靶标(9-Mis)、3碱基错配DNA靶标(3-Mis)、单碱基错配DNA靶标(1-Mis)和互补DNA靶标(Com)的通道当前响应(ΔIDS)。(b) cqd功能化的SGGT生物传感器在PBS溶液中不同时间的转移曲线。
链接：
https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c05309
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