一种检测水体中目标汞离子的方法技术

本发明专利技术属于分析化学领域，涉及一种检测水体中目标汞离子的方法。本发明专利技术利用了胸腺嘧啶-胸腺嘧啶碱基错配与汞离子(T-Hg2+-T)之间的特异性识别，再结合两种DNA修饰的功能性纳米金(DNA1-AuNPs与DAN2-AuNPs)的放大作用，层层捕捉并富集溶液中的汞离子，最终形成一种三维“渔网”型结构，静电吸附大量的电化学信号探针六氨合钌Ru(NH3)63+。差示脉冲伏安（DPV）作为电化学检测方法。发展出的这种电化学传感策略检测汞离子具有高灵敏性，操作简单等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分析化学领域，涉及，具体涉及了一种基于胸腺嘧啶-胸腺嘧啶(T-T)错配与目标汞离子(T-Hg2+-T)的特异性识别作用，利用两种DNA修饰的纳米金(DNAl-AuNPs与DAN2_AuNPs)作为信号放大元件而形成三维“渔网型”结构的电化学传感策略高灵敏度检测水体中汞离子的方法。
技术介绍
汞是一种对环境和人体有极大危害的物质。汞污染主要来自电厂、氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。汞有3种价态，其中水体中汞主要以二价形式存在。目前汞的检测主要依赖于分析仪器，如高效液相色谱、感应耦合等离子体质谱以及原子吸收光谱等。近年来，基于胸腺嘧啶错配与Hg2+的特异性识别与电化学方法的优点，发展了一系列DNA电化学生物传感器，而纳米金颗粒作为一种新型的纳米材料，凭借其独特的物理化学特性，如高比表面积、高表面反应活性等，在材料科学、临床医学、生命科学等领域均获得广泛的应用。功能化的纳米金可负载大量的单链DNA，用于捕捉富集水溶液中的汞离子， 起到信号放大作用。
技术实现思路
本专利技术的技术目的是提供一种“渔网型”汞离子电化学生物传感原理定性定量检测水体中汞离子的方法。此方法使用两种不同的DNA功能性纳米金(DNAl-AuNPs与 DAN2-AuNPs)作为电信号放大元件，利用胸腺嘧啶-汞离子-胸腺嘧啶(T-Hg2+-T)的特异性识别来捕捉并富集汞离子，形成一种三维“渔网型”结构，高灵敏度检测目标离子。本专利技术的目的通过以下技术方案实现，其特征在于包括以下步骤 (1)制备纳米金溶液。(2)用含有胸腺嘧啶-胸腺嘧啶(T-T)错配的DNAl和DNA2序列修饰步骤(1)的纳米金溶液，得到DNA功能性纳米金溶液(命名为DNAl-AuNPs和DNAl-AuNPs)。(3)将与DNAl序列含有T-T错配的cDNA修饰于金电极上制得cDNA修饰电极。(4)得到汞离子检测标准曲线将cDNA修饰电极放置于含有梯度浓度Hg2+的 DNAl-AuNPs溶液中反应后，再加入DNA2_AuNPs溶液反应后，用超纯水清洗cDNA修饰电极后将其放置于含有的Ru (NH3) 63+溶液中进行电化学扫描，得到不同浓度汞离子对应的DPV峰电流；使用DPV峰电流作为纵坐标，汞离子浓度为横坐标，绘制汞离子的标准曲线。(5)定性定量检测样品水体中的汞离子。其中，本专利技术步骤(1)所述的纳米金溶液的制备方法应理解是现有技术中任意的纳米金溶液的制备方法。本专利技术步骤(2)所述的含有T-T错配的DNAl和DNA2序列应理解为现有技术中任何相互之间能含有T-T错配，即可捕捉Hg2+而形成T-Hg2+-T双链的DNA序列；同理，步骤(3)所述的与DNAl序列含有T-T错配的cDNA序列应理解为现有技术中任意与DNAl相互之间能含有T-T错配，即可捕捉Hg2+而形成T-Hg2+-T双链的cDNA序列；因此DNAl和DNA2序列、cDNA序列的设计相互关联配对，其三者的错配原理如图1和图2所示。例如，本专利技术的 DNA1、DNA2 和 cDNA 设计为确定DNAl的序列后，按照Cn1 (cDNA) X Cm1 (DNA2)的组合设计实现cDNA_DNAl_DNA2的 T-T错配的序列；其中η为cDNA的个数，m为DNA2的个数 设计1 DNAl:HS-5'-(CH2)6-TCTGCT CTTGTTCCTΓ-3' cDNA:HS-5'-(CH2) 6-AAAGCG GTTTGGTTC ATGTGC-3'；HS-5'-(CH2)6-AAAGCGGTATGGAACTTGTGCHS-5'-(CH2)6-AAAGCGGTTTGGTTCTAGTGCHS-5'-(CH2)6-AAAGCGGTTAGGTTCTTGTGCHS-5'-(CH2)6-AAAGCGGTTTGGTACTTGTGCDNA2HS-5-(CH2) 6-AAGGTT CATGTGCTGT-3 HS-5'-(CH2)6-TTGGATCTAGTGCTGA-3HS-5'-(CH2)6-ATGGTTCTAGTGCTGA-3HS-5'-(CH2)6-ATGGTACTTGTGCTGA-3HS-5'-(CH2)6-AAGGTTCTAGTGCTGT-3共有C51XC5=25 种 CDNA-DNA1-DNA2 组合序列O设计2DNAlHS-5-(CH2)6-TCTGCT TCTTGTCTCT-3 cDNA:HS-5'-(CH2) 6-AAAGCG GTTGTGTCTΓ6ΤAGC-3'；HS-5'-(CH2)6-AAAGCGGTTGTGACTTGTTGCHS-5'-(CH2)6-AAAGCGGTTGTGTCATGTTGCHS-5'-(CH2)6-AAAGCGGTTGTGTCTAGTTGCHS-5'-(CH2)6-AAAGCGGTAGTGTCTTGTTGCDNA2HS-5-(CH2)6-TGTGAC TAGTTGCTGA-3 HS-5'-(CH2)6-AGTGTCTTGTAGCTGA-3HS-5'-(CH2)6-TGAGTCTTGATGCTGA-3HS-5'-(CH2)6-AGAGTCTAGTTGCTGT-3HS-5'-(CH2)6-AGTGTCAAGTTGCTGA-3共有C51XC5=25 种 CDNA-DNA1-DNA2 组合序列O设计3 DNAlHS-5-(CH2)6-TCTGCT TCTGTTCTCT-3 cDNAHS-5-(CH2)「AAAGCG GTAGTGTTCTGTTGC-3' HS-5' -(CH2)6-AAA GCG GTT GAG TTC TAT TGC -3'HS-5' -(CH2)6-AAA GCG GTT GTG TAC TGT TGC -3'HS-5' -(CH2)6-AAA GCG GTT GTG TTC TGA TGC HS-5' -(CH2)6-AAA GCG GTT GTG TTC TGT AGC-3' -3'HS-5' -(CH2)6-AAA GCG GTT GTG TTC AGT TGC-3 ‘； DNA2 :HS-5 ‘ - (CH2) 6_AGA GTT CTG TAG CTG T_3 ‘；HS-5' -(CH2)6-AGT GAT CTG TTG CTG Α-3'； HS-5' -(CH2)6-AGA GTT CTG ATG CTG Τ-3'； HS-5' -(CH2)6-AGT GTT CAG TTG CTG Α-3'； HS-5' -(CH2)6-AGA GTT CAG TTG CTG Τ-3'； 共有 C61XQ1=SO 种 CDNA-DNA1-DNA2 组合序列。本专利技术步骤(2)所述的DNA功能性纳米金溶液的制备方法为合成的纳米金经计算得到浓度为2. 3 nmol · L—1，取纳米金溶液在14000 rpm下高速离心20分钟，除去约80% 的上层溶液，在纳米金溶液中加入一定量的DNA (DNA1或DNA2)，使得最终溶液中纳米金溶液与DNA的浓度分别为10 nmol · L—1与3 μ M,静止M h后，再梯度加入2 mol · L—1的氯化钠与PH 7. 0磷酸缓冲溶液，24 h后使得最终溶液含有0. 2mol .L—1 NaCl与10 mmol .L—1 PB, pH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄和，田丹碧，唐雪梅，刘会祥，马玉洁，梅亚军，宋荣斌，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：