新型汞離子納米識別體系的構(gòu)建及其應(yīng)用研究.pdf

1、汞是一種劇毒的全球性環(huán)境污染物，嚴重危害環(huán)境和人類健康。汞污染大多數(shù)來源于固體廢物焚燒和化石燃料的燃燒，能在大氣中長期穩(wěn)定存在，從而嚴重污染了一些水源和土壤。而且，無機汞能在海洋環(huán)境中的一些微生物作用下轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基汞，并在食物鏈的各個環(huán)節(jié)中積累，最終通過食物鏈進入人體，會沉積在腦、肝和其它器官中，產(chǎn)生慢性中毒，損害腎、腦、胃和腸道，甚至引起死亡。因此，對環(huán)境、食品中痕量汞的檢測十分重要，簡單快速、高靈敏、高選擇性的檢測汞的方法備

2、受關(guān)注。
　　 目前測定汞常用方法主要有冷原子吸收法、冷原子熒光法、色譜法和等離子體電感耦合質(zhì)譜法，雖然這些方法的準(zhǔn)確度較高，但往往需要大型的儀器設(shè)備，且成本比較高，處理過程繁瑣耗時，不能滿足實際監(jiān)測中高效低成本的需要。而現(xiàn)存汞離子傳感技術(shù)還在起步階段，開發(fā)出更靈敏、更簡單快捷的汞離子的檢測技術(shù)依舊是擺在人們面前的一大挑戰(zhàn)。近年來，汞離子能與DNA序列中的T-T堿基對發(fā)生特異性結(jié)合形成穩(wěn)定的T-Hg2+-T配合物結(jié)構(gòu)引起了國內(nèi)外

3、學(xué)者的高度重視，相繼報道了很多新型的汞離子生物傳感器。基于T-Hg2+-T結(jié)構(gòu)構(gòu)建的汞離子生物傳感器對汞離子的檢測顯現(xiàn)出很高的特異性，能排除大多數(shù)金屬離子的干擾，靈敏度也較高。
　　 本論文的目的就是基于DNA序列中的T-T堿基對與汞離子結(jié)合的高度專一性和納米金顆粒優(yōu)異的光學(xué)性能，將納米技術(shù)、生物識別技術(shù)與比色技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建具有高靈敏度、高選擇性的新型汞離子納米識別體系，應(yīng)用于汞離子的檢測中，為環(huán)境、食品中汞離子的

4、檢測提供了新的方法。論文主要分為以下四個部分：
　　 第一章緒論
　　 首先簡要介紹了汞污染的來源及其對人體的危害。然后綜述了汞的檢測分析方法，其中著重綜述了汞的生化分析方法，尤其是汞離子的生物傳感器的設(shè)計及其研究進展。最后簡述了本論文研究的目的和意義。
　　 第二章多胸腺嘧啶DNA修飾的金電極伏安測定水溶液中的汞離子
　　 本文基于堿基T與Hg2+間的特異性結(jié)合的作用，成功制備了一種多胸腺嘧啶DNA修飾

5、金電極（PTO/Au電極），有效地將生物分子的高特異性與電化學(xué)檢測的高靈敏度相結(jié)合，構(gòu)建了一個以PTO/Au電極為基礎(chǔ)的，高特異性、高靈敏度檢測Hg2+的電化學(xué)體系，對Hg2+的響應(yīng)在0.2～1nmol/L范圍內(nèi)成良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9953，檢測限達60pmol/L，而且Zn2+、Pb2+等其他六種二價金屬離子的存在并不干擾對Hg2+的檢測，為高選擇性、高靈敏檢測生物、環(huán)境樣品中的Hg2+提供了一種“綠色”的有效方法。

6、>　　 第三章基于修飾在納米金顆粒表面上DNA構(gòu)型改變比色檢測水溶液中的汞離子
　　 此研究利用納米金顆粒優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)和堿基T與Hg2+間的特異性結(jié)合的作用，設(shè)計了一種基于修飾在納米金顆粒表面上DNA構(gòu)型改變簡單快速比色檢測水溶液中Hg2+的方法。我們將巰基修飾的可以和Hg2+特異性結(jié)合的DNA（mercury specific-DNA，簡稱MSD）通過“Au-S”共價鍵鍵合到金納米顆粒上，以此作為Hg2+的納米捕獲探針（簡

7、稱Au-MSD）。利用此Au-MSD納米捕獲探針可以檢測0～10μ,MHg2+，最低檢測限可達60nM，而且Ca2+、Zn2+等其它金屬離子的存在并不干擾Au-MSD納米捕獲探針對Hg2+的測定。該方法僅使用實驗室常用的紫外可見分光光度計就可以高靈敏、高特異性檢測Hg2+，為簡單快速檢測環(huán)境中Hg2+的提供了一個新手段。
　　 第四章一種基于三聚硫氰酸(TCA)修飾的納米金探針簡單、快速檢測汞離子的比色傳感方法
　　 本

8、文首次采用三聚硫氰酸作為汞離子的識別元件，以納米金顆粒為換能器，成功制備了對汞離子響應(yīng)良好的三聚硫氰酸修飾的納米金探針，溶液顏色為紅色。當(dāng)Au-TCA納米探針檢測到Hg2+時，Au-TCA表面的巰基與Hg2+結(jié)合，納米金顆粒之間的距離被拉近，導(dǎo)致納米金顆?？焖倬奂?，溶液顏色由紅色變成藍灰色。此比色傳感方法對Hg2+的響應(yīng)在0～1.7μM和2.0～6.5μM范圍內(nèi)分別呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，最低檢測限為50nM(S/N=3)。當(dāng)加入的其它金屬