论文部分内容阅读
过量摄入铜离子会产生一系列的生物毒性,而放射性金属铀不仅具有放射性毒性,同时也具有类金属的生物毒性。水环境中重金属铜和铀会通过饮用水或生物链作用危害人体健康。现场快速检测是防止它们危害人体的最有效方法之一,所以开展铜离子和铀酰离子的快速检测方法研究具有重要的意义。本论文以水环境中痕量重金属铜离子和铀酰离子为目标,研究开发它们的快速传感检测方法,以期为水环境中痕量铜离子和铀酰离子的现场快速检测提供技术支撑。主要内容包括:(1),基于磷脂酰丝氨酸功能化Fe304@Si02磁性纳米粒子和包酶脂质体,构建了可视化快速检测Cu2+的新方法。所建立的方法以二油酰基磷脂酰丝氨酸(DOPS)为识别探针、辣根过氧化酶(HRP)催化氧化3,3,,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)为信号发生器。我们采用双模法把DOPS共价修饰在磁性纳米粒子表面以制备DOPS功能化Fe304@Si02磁性纳米粒子,同时利用DOPS包裹HRP制备包埋HRP的脂质体。当Cu2+存在时,DOPS功能化Fe304@Si02磁性纳米粒子特异性结合包埋HRP脂质体,并可通过磁性作用迅速分离。加入TMB/H202底物溶液后,包埋HRP脂质体外膜破碎释放出HRP,HRP可催化H202氧化TMB,从而使溶液颜色由无色变为蓝色,并在652 nm波长处可检测到新的吸收峰。利用这个传感平台,我们成功开发了一种选择性好、灵敏度高的Cu2+可视化生物传感器。此方法应用于实际水样中痕量Cu2+的检测只需要15分钟,目视检测限低至0.1 μM-0.5 μM,利用紫外-可见分光光度法的检测限为0.05 μM,实际水样加标回收率为95%-101%,5次重复检测的相对标准偏差(RSD)小于5%。该可视化传感器的开发为水体中痕量Cu2+的现场检测提供了一种灵敏、快速、便捷的方法。(2),基于DNAzyme对U022+离子的特异性识别和核酸稳定银纳米簇的荧光特性,构建了新型铀酰离子荧光生物传感器。我们通过设计DNA序列可控合成荧光发射波长(λm)为616 nm的核酸稳定银纳米簇,并以其作为荧光信号发生器。利用氧化石墨烯纳米片(GO)对于单链DNA具有较强吸附力的特性,以氧化石墨烯纳米片为荧光猝灭剂。当无U022+存在时,石墨烯纳米片会吸附核酸稳定银纳米簇使体系荧光猝灭。当U022+存在时,DNAzyme分子被U022+特异性切割并释放出与银纳米簇的模板DNA部分杂交的单链DNA序列,由于GO对双链DNA的吸附能力很弱,从而银纳米簇从GO表面脱离,体系荧光强度恢复。基于这个原理,我们建立了一种灵敏的、选择性好的检测UO22+的快捷荧光传感方法。此方法应用于实际水样中痕量UO22+的检测,现场分析时间只需要30分钟,检测限为0.42μg/L(1.58nM),实际水样加标回收率为96%-104%,5次重复检测的RSD小于5%。该荧光传感器的开发有望为水环境中痕量U022+的现场快速检测提供一种新的方法。