一種汞離子的納米金-dna復(fù)合檢測試紙及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種重金屬離子生物化學(xué)檢測技術(shù)，具體地說，涉及一種汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，重金屬污染事件頻發(fā)，據(jù)環(huán)保部門數(shù)據(jù)，2009年我國環(huán)保部門接報重金屬、類金屬污染事件12起，引起32起群體事件。特別地，近些年來人類對重金屬汞(Hg)的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動日益增多，汞對環(huán)境的污染特別是水的污染日漸增大。同時，重金屬汞以毒性大為公眾所熟知，其在生物體內(nèi)和環(huán)境中的殘留時間長，嚴(yán)重威脅人類健康，世界各地眾多國家和地區(qū)都對食品、生活用品、環(huán)境中汞的含量做了嚴(yán)格規(guī)定，汞污染已經(jīng)成為行業(yè)重點關(guān)注問題。汞污染常常以離子(Hg2+)形態(tài)存在，并多存在于水體中，因此，對水體汞離子的準(zhǔn)確、靈敏、快速、現(xiàn)場的便攜式檢測十分重要。
[0003]傳統(tǒng)的汞離子檢測方法包括原子吸收光譜(AAS)、高效液相色譜法(HPLC)以及電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)等的儀器分析方法，也有一些新的、利用生物原理的重金屬檢測技術(shù)逐步開始應(yīng)用:如免疫分析法、酶抑制法及生物傳感器法等等。這些方法雖然具有精確度高、靈敏度高、可連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點，但其成本非常高，需要具有非常精密的配套儀器、專業(yè)的技術(shù)人員以及特定的實驗條件，同時其又非常的耗時，操作復(fù)雜。近年來，液態(tài)電極等離子體發(fā)射光譜技術(shù)已逐漸應(yīng)用到水體中金屬元素的檢測中，是一種采用液態(tài)作為放電電極的等離子體發(fā)射光譜技術(shù)，該技術(shù)操作較簡單，所用的儀器設(shè)備也相對便宜，在一定程度上克服了傳統(tǒng)重金屬檢測方法的缺點，但它仍然需要化驗室、光譜分析儀等?？傃灾鲜龅倪@些已有的汞離子檢測方法非常不適用于普通大眾消費市場。為此，發(fā)展便攜、快速、低價的汞離子檢測方法非常具有潛力，可克服傳統(tǒng)方法的弱點，運用于大眾消費市場。
[0004]另一方面，自從美國加州大學(xué)伯克利分校的Alivisatos課題組和美國西北大學(xué)Mirkin課題組報道第一代DNA修飾的納米金探測器后，溶液型納米金的比色探測技術(shù)作為一種新型、簡單以及可負(fù)擔(dān)的探測方法開始應(yīng)用于重金屬檢測。這種方法的諸多優(yōu)點得以展現(xiàn)，例如:非常高的靈敏性、選擇性、不需要昂貴的設(shè)備及附屬裝備。納米金-DNA的比色作用原理為:在測試液溶液體系中含有兩種經(jīng)DNA序列修飾的納米金材料，當(dāng)外部加入的DNA單鏈若可同時識別修飾納米金材料的兩段DNA序列時，被分散的兩類DNA修飾的納米金材料形成聚集，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，若納米金材料聚集的離子半徑超過3.5nm時，其表面可產(chǎn)生等離子效益，可使得其在納米金材料濃度非常低的情況下從紅色變成藍(lán)色。同時，當(dāng)聚集的納米金材料得以從新分散時，其顏色由藍(lán)變紅。
[0005]為此，納米金-DNA材料的雙向顏色變化為重金屬的探針提供了非常好的比色探測平臺。更加重要的是，即使使用納摩爾濃度的納米金材料也可識別汞離子，展現(xiàn)了非常高的靈敏性，這可大大的降低了其探測的技術(shù)成本?；诩{米金-DNA探測技術(shù)的優(yōu)越性，開發(fā)新型、便攜、快速以及可負(fù)擔(dān)的汞離子檢測技術(shù)產(chǎn)品具有非常大的開發(fā)應(yīng)用價值。然而當(dāng)前的納米金-DNA汞離子探測技術(shù)僅能應(yīng)用于溶液態(tài)的納米金-DNA材料，不適應(yīng)大眾消費及快速檢測市場的市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明開發(fā)一種可負(fù)擔(dān)的、使用方便、操作簡單的新型納米金-DNA復(fù)合汞離子檢測試紙可用于及時檢測水中的汞離子含量，確保大眾的飲水、用水安全。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙，包括試紙及通過偶聯(lián)劑與其連接的納米金-DNA顆粒。
[0009]作為本發(fā)明所述汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙的優(yōu)選方式，試紙的基質(zhì)材料由富含大量羥基或者胺基的材料組成。
[0010]作為本發(fā)明所述汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙的優(yōu)選方式，試紙的基質(zhì)材料為纖維素或黏膠。
[0011 ] 作為本發(fā)明所述汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙的優(yōu)選方式，偶聯(lián)劑為3-(巰基丙基)三甲氧基硅烷、雙【3_(三乙氧基甲硅烷基)丙基】四硫化物、3_(氨基丙基)三乙氧基硅烷、3-(氨基丙基)三甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)_3~氣基丙基二甲氧基娃燒、N- (2-氣基乙基)-3-氣基丙基甲基一■甲氧基娃燒、(3- 二甲氧基甲硅烷基)二亞乙基三胺、N-【3-(三甲基硅基)丙基】正丁胺、N-乙基氨基異丁基三甲氧基硅烷、N-甲基氨基異丁基三甲氧基硅烷、N-苯基氨基異丁基三甲氧基硅烷、雙(3-三乙氧基硅)胺、雙(3-三甲氧基硅)胺、雙【3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基】乙二胺、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-4，5- 二氫咪唑、脲丙基三乙氧基硅烷、3-異氰基酸酯基三乙氧基硅烷、異氰基酸酯、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、N-乙烯吡咯烷酮、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的至少一種。
[0012]作為本發(fā)明所述汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙的優(yōu)選方式，納米金-DNA顆粒是在納米金顆粒表面修飾DNA堿基序列片段，包括序列A:3’ -HS-GTA AAGAAAGAA-5’、序列 B:5，-HS-GGG GAACAAACA-3’及序列 C:5’-CAT TTC TTT CTT CCC CTT GTT TGT TTC-3，;
[0013]納米金-DNA表面具有兩種形態(tài)，一種納米金顆粒表面由序列A修飾，另一種納米金顆粒表面由序列B修飾，A、B片段都通過巰基與納米金顆粒表面相連；
[0014]上述兩種納米金-DNA運用DNA堿基互配原理，通過序列C與兩種納米金顆粒表面的A、B片段同時相連，納米金顆粒相互聚集，形成DNA雙鏈互配結(jié)構(gòu)，納米金-DNA復(fù)合檢測試紙顯藍(lán)色。
[0015]作為本發(fā)明所述汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙的優(yōu)選方式，序列C對Hg2+具有特異識別性能，當(dāng)液體中含有足量的Hg2+時，Hg 2+會與堿基序列C結(jié)合，從而破壞在納米金顆粒表面上形成的DNA雙鏈互配結(jié)構(gòu)，被聚集的納米金顆粒分開，納米金-DNA復(fù)合檢測試紙的顏色由藍(lán)變紅，達(dá)到檢測的目的。
[0016]其次，本發(fā)明還公開一種制備上述汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙的方法，包括以下步驟:
[0017](I)制備納米金試紙:取白色纖維素試紙，用去離子水洗滌，并置于烘箱烘干，取偶聯(lián)劑于去離子水中，室溫下攪拌5-15分鐘，緩慢升溫，將試紙置入反應(yīng)溶液中，快速滴入氯金酸溶液，攪拌反應(yīng)5-20分鐘，發(fā)現(xiàn)試紙變紅，納米金試紙制備完成；
[0018](2)納米金-DNA復(fù)合檢測試紙:DNA堿基序列，序列A:3 ’ -HS-GTA AAGAAAGAA-5 ’，序列 B:5’-HS-GGG GAACMACA-3’及序列 C:5’-CAT TTC TTT CTT CCC CTT GTT TGT TTC-3’，分別取序列A及序列B溶于磷酸緩沖液中，室溫下攪拌5-25分鐘，將步驟(I)中制備的納米金試紙置入溶液中浸漬3-8小時，將試紙取出，試紙依然顯紅色；再取序列C溶于磷酸緩沖液中，將上述4片試紙置入序列C溶液中浸漬8-16小時，試紙染色逐漸由紅變藍(lán)，獲得納米金-DNA復(fù)合汞離子檢測試紙。
[0019]作為本發(fā)明所述制備汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙的方法的優(yōu)選方法，步驟(I)中偶聯(lián)劑在去離子水中的濃度為0.2?0.8ml/100ml，升溫溫度為70?90度，氯金酸溶液與去離子水的體積比為1:100?10:100。
[0020]作為本發(fā)明所述制備汞離子的納米金-DNA復(fù)合檢測試紙的方法的優(yōu)選方法，步驟(2)中磷酸緩沖液的PH = 7.5，序列A、序列B和序列C在磷酸緩沖液中的濃度為
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