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氡(222Rn)是唯一的气体放射性元素,是室内放射性气体污染物的主要存在形式。放射性元素铀、镭、钍等衰变产生氡,含铀煤的燃烧和煤灰的堆放也产生氡。在室内环境中,氡主要由建筑原料、装潢材料、居民用水以及化学燃料等介质扩散,普遍存在于人类生活和工作环境中,危害人们身体健康。氡是空气环境中主要监测的物理污染物。 氡辐射α、β射线后,衰变成为稳定的子体210Pb。人们广泛应用物理学方法,通过测定α、β射线强度,实现对氡辐射剂量的检测。本文基于氡的子体铅和铅离子的现代生物学检测进展,应用铅离子诱导三种功能化核酸发生构象改变,建立了既可灵敏检测铅,又可以准确检测氡辐射剂量的三种检测新方法。 本文第2章研究了基于未修饰金纳米-脱氧核酶放大技术的铅和氡辐射剂量检测新方法。该研究以氡辐射衰变形成的子体铅作为目标检测物,基于铅的特异性脱氧核酶GR5和金纳米颗粒的特性,建立一种铅诱导的超灵敏检测新技术和新方法,应用于放射性气体氡的检测。不存在铅离子时,模拟酶复合物保持茎环结构的状态游离在缓冲溶液中,金纳米粒子在盐溶液的诱导下发生聚集,溶液颜色由红向蓝转变。当在工作溶液中加入铅离子后,铅离子触发模拟酶剪切分子信标,使茎环结构打开,形成两条DNA单链(ssDNA),新产生的ssDNA结合在金纳米粒子表面,阻止金纳米粒子在盐溶液诱导下发生聚集,溶液不发生颜色变化。脱落下来的E-DNA与剩余的MB继续互补配对,形成模拟酶复合物,继续被铅特异性的剪切,产生信号放大效果。该方法对铅的检出限可达到2.01×10-10mol/L,对氡的检出限是186.48Bq·h/m3,远低于国家标准方法——固体径迹蚀刻法对氡累积浓度测量的检出限,操作简单,样品采集后不需要前处理措施。 本文第3章基于氡辐射衰变特点,探讨了子体铅诱导富G序列形成G-四联体的特性,建立了一种基于子体铅诱导T30695构象改变的荧光传感器。当体系中不存在子体铅时,T30695就会与其互补链结合形成DNA双链结构,NMM不会发出强荧光。当体系中含有子体铅时,核酸适配体T30695能够被子体铅诱导形成G-四链体结构,不能与互补链作用形成DNA双链结构,NMM与G-四链体结构结合发出强荧光。该方法对铅的检出限1.54×10-9mol/L,对氡的检出限1.07×104Bq·h/m3,在实际运用中避免了现场进行氡辐射剂量测量的放射性危害。 本文第4章以铅离子为目标检测物,选用经典的富鸟嘌呤寡核苷酸序列PW17,建立了一种免标记的放射性气体氡的DNA传感器,开展氡辐射剂量的检测研究。氡的子体铅诱导PW17形成的G-四链体结构不能与互补链C-PW17形成双链结构,导致体系中阳离子共轭聚合物的状态发生改变,引起共振光散射信号增强。该方法仪器设备简单,操作简单快速,样品几乎无干扰,具有较高的灵敏度,对铅的检出限1.93×10-9mol/L,对氡的检出限6.40×103Bq·h/m3。