[发明专利]一种汞离子检测试剂及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测试剂及检测方法，具体来说是一种汞离子检测试剂及检测方法。

背景技术

常见重金属一般具有较大的毒性。人体内重金属的过量积累可影响细胞水平的新陈代谢和生物体正常运作，造成组织器官的不可逆损伤。汞作为最为普遍的重金属污染物之一，通过燃煤、冶金、火山喷发和废物丢弃等途径大量排放到环境中。和其他重金属一样，汞不仅不能被微生物降解，相反却在水生微生物作用下生成毒性更大的金属有机化合物(如甲基汞)，并在食物链的生物放大作用下，经成千百倍地富集，从而对生态系统和人类健康造成巨大危害。因此，对水中Hg²⁺的迁移、转化和检测研究显得尤为重要。自上世纪50年代，Hg²⁺对水环境的污染问题即引起了人们的关注和分析工作者的重视。目前国内Hg²⁺检测标准方法主要采用冷原子吸收光谱法和二硫腙比色法。前者采用氯化亚锡将水样中的Hg²⁺还原成单质汞，形成汞蒸汽，并以氮气或干燥空气作载体，将其吹入汞测定仪，进行冷原子吸收测定。后者则在酸性溶液中利用二硫腙与汞离子生成橙红络合物，经萃取溶于三氯甲烷，测490nm波长处吸光度。这些方法或者相对费力、费时，需要相对复杂的仪器及熟练的相关技术人员方可取得可靠的检测结果；或者属于微量分析方法，难以满足当前日益增长的环境监测要求。

水溶液中金属离子种类繁多且价态多变，常规拉曼分析方法无法直接检测，选择性检测某一种金属离子更是富有挑战性的难题。这些限制因素阻碍了常规拉曼分析方法成为检测金属离子的普适分析技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种汞离子检测试剂及检测方法，它可以简便快捷、高灵敏度、可选择性检测水中Hg²⁺，克服了传统Hg²⁺检测方法及检测试剂的缺点。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种汞离子检测试剂，该试剂包括纳米溶胶、拉曼活性分子标记的核酸适配体和电荷修饰剂，三者摩尔比为1～6∶100～500∶5000～20000。

纳米溶胶、拉曼活性分子标记的核酸适配体和电荷修饰剂三者的摩尔比为3∶200∶10000。

该纳米溶胶为金或银纳米溶胶；

拉曼活性分子为羧基四甲基罗丹明(6-carboxytetramethylrhodamine，TAMRA)、罗丹明B(RhodamineB)、罗丹明6G(Rhodamine 6G)等罗丹明类(Rhodamine)、德克萨斯红(Texas Red)、花青素类(Cyanine)、荧光素类(Fluorescein)等；

核酸适配体为含有胸腺嘧啶(Thymine，T)的核酸单链；

电荷修饰剂为精胺(spermine)、酸类或盐类，如氯化钠等；

使用该检测试剂检测汞离子的方法，包括如下步骤：

a.合成纳米溶胶，其粒度介于10-100纳米(nm)之间；这些溶胶是具有表面增强拉曼散射效应的纳米粒子；

b.向新鲜纳米溶胶中加入拉曼活性分子标记的核酸适配体，并混合均匀，其中按上述检测试剂中的比例确定纳米溶胶与核酸适配体量的关系；

c.继续向纳米溶胶中加入电荷修饰剂，并混合均匀；

d.向上述体系加入待测样品，孵育1-5分钟，孵育即混合反应物并等待一定时间使反应物发生反应；

e.取上述纳米溶胶，测试拉曼散射光谱信号，并进行数据处理。这种检测是基于纳米粒子聚集度不同造成的拉曼散射强度或溶胶颜色变化。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明采用拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering，SERS)分析技术，，对Hg²⁺响应快，检出限在nmol/L水平，同时具有高选择性，整个操作过程只需10分钟，简便快捷，适于环境水中痕量Hg²⁺的快速检测。

2、本发明所采用的纳米溶胶合成方法(N.Leopold and B.Lendl.J.Phys.Chem.B.，2003，107：5723-5727)合成后的纳米溶胶则具有表面增强拉曼效应。

3、本发明采用新鲜的纳米溶胶，则避免了因纳米溶胶放存时间久，纳米粒子聚集，影响拉曼散射效果的增强。

4、本发明采用精胺作为电荷修饰剂，既可以使带负电的核酸适配体吸附到带负电的纳米粒子表面，又具有聚集纳米粒子的功能，起到聚集剂的作用。

本发明采用如下原理：