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由于重金属离子积累后导致的高毒性,严重危害了环境和人体的健康,因此金属离子检测是生物和环境中的一项重要分析任务。随着金属离子与核酸之间的特异性作用研究,已经开发了很多基于金属离子与核酸之间特异性结合的方法用于检测金属离子。本文基于G-四链体、C-Ag(Ⅰ)-C配位和富G基团固有猝灭能力的单标记寡核苷酸荧光探针对痕量Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)离子进行检测。主要内容如下:(1)基于Pb(Ⅱ)离子能够诱导鸟嘌呤形成G-四链体结构、Ag(Ⅰ)离子与胞嘧啶能形成C-Ag(Ⅰ)-C特异配位以及富G基团固有的猝灭能力,本课题设计了一种富含鸟嘌呤和胞嘧啶的单标记核苷酸荧光探针,其一端带有荧光基团六氯荧光素(HEX)。在Pb(Ⅱ)或Ag(Ⅰ)离子分别诱导下可形成G-四链体和C-Ag(Ⅰ)-C配位两种不同的特异结构,使另一端富G的基团靠近HEX发生荧光猝灭,以此来测定Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)离子。(2)该方法用于检测Pb(Ⅱ)离子时,在溶液中加入不同浓度的Pb(Ⅱ)离子,诱导富含鸟嘌呤的寡核苷酸链形成G-四链体结构,使得HEX逐渐靠近富G基团,荧光强度发生不同程度的降低。实验结果表明Pb(Ⅱ)离子浓度在1～20 nmol/L范围内,富G基团对HEX的猝灭率存在的线性关系良好,检测限为92 pmol/L。最佳优化条件为p H值6.0,离子强度40.0 mmol/L。(3)该方法用于检测Ag(Ⅰ)离子时,在溶液中加入不同浓度的Ag(Ⅰ)离子,诱导富含胞嘧啶的寡核苷酸链形成C-Ag(Ⅰ)-C特异性配位结构,使得HEX逐渐靠近富G基团,荧光强度发生不同程度的降低。实验结果表明Ag(Ⅰ)离子浓度也在1～20 nmol/L范围内,富G基团对HEX的猝灭率存在良好的线性关系,检测限为82 pmol/L。最佳优化条件为p H值6.0,离子强度40.0 mmol/L。(4)对本检测方法的灵敏度、选择性和标准曲线进行校验。结果表明,建立的荧光探针法对Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)离子都具有高度的灵敏度和选择性,相关的阳离子不易对Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)离子进行干扰。对纯水和废水样中Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)离子进行加标回收检测表明,可检测出Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)离子且检测结果较为准确,检出率达97%。对中药样品丹参和金银花进行了Pb(Ⅱ)离子检测,甘草和金银花进行了Ag(Ⅰ)离子检测,并且同时用AAS检测,结果一致。(5)利用紫外吸收光谱和热力学方法对Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)离子介导的HEX-OND探针中的猝灭基团富G基团与荧光基团HEX之间的作用机制进行了研究,结果说明,富G基团与HEX相互作用的结合位点数为0.8,结合比接近1:1;该反应能够自发进行,为焓驱动的静电相互作用力类型。