[发明专利]一种测定Hg2+的超灵敏表面增强拉曼光谱传感器的构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定Hg²⁺的超灵敏表面增强拉曼光谱传感器的构建方法，属于纳米生物技术检测技术领域。

背景技术

汞是一种普遍存在的环境污染物，其所有的氧化态都具有高毒性，污染源主要来自于人为汞的排放和自然环境。同时，汞也是一种累积性的污染物，它可以在人体重要的组织和器官积累，从而对人体健康造成严重的危害，特别是由汞中毒所导致的中枢神经系统、呼吸系统、肾脏、心脏和肌肉等方面的损伤。美国国家环境保护局设定的饮用水中Hg²⁺的最大允许限量为2ppb，因此开发高灵敏的Hg²⁺检测方法尤为重要。

基于仪器检测的传统方法主要包括冷蒸汽原子荧光光谱(CV-AFS)、原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体（ICP-MS）。虽然这些方法可以对Hg²⁺进行精确的检测，但是昂贵的仪器、复杂耗时的样品前处理操作程序和专业的操作人员要求，限制了这类方法的普遍应用。金纳米粒子具有独特的光学特性，包括：表面等离子共振、较高的吸收和消光系数以及依赖于粒径和距离的一些性质，使得金纳米粒子作为生物探针已广泛应用于基础和应用研究。作为等离子纳米粒子，金纳米粒子组装体作为SERS基底普遍用于SERS传感的构建，并且达到高灵敏的检测水平。

据报道由连续的胸腺嘧啶-胸腺嘧啶错配碱基组成的双链DNA对Hg²⁺表现出高选择性和高捕获能力，基于T-Hg²⁺-T碱基错配的多种传感器被建立，例如：比色传感器、荧光传感器、SERS传感器、表面等离子共振传感器、磁共振传感器等。

本发明是借助于T-Hg²⁺-T碱基错配作用将DNA探针修饰的金纳米粒子组装成金纳米粒子链状结构，在不同Hg²⁺浓度存在的条件下，链状结构的组装程度不同，随着Hg²⁺浓度的增加，组装程度越大，金纳米粒子链越长，从而SERS信号强度越强，根据SERS信号的强度与Hg²⁺浓度之间建立的对应关系，从而对Hg²⁺含量进行检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对Hg²⁺进行检测与定量的超灵敏SERS传感器方法，借助于T-Hg²⁺-T碱基错配作用将金纳米粒子探针组装成金纳米粒子链状结构，在不同浓度Hg²⁺存在的条件下，金纳米粒子的组装程度不同SERS信号强度有所差异，最后通过SERS光谱对组装体进行测定，从而间接检测目标Hg²⁺的含量。

本发明的技术方案，一种测定Hg²⁺的超灵敏表面增强拉曼光谱传感器的构建方法，包括：15nm的金纳米粒子分别用捕获Hg²⁺的两个适配体序列修饰，金纳米粒子在Hg²⁺存在的条件下组装成链状结构，金纳米粒子链状结构用表面增强拉曼光谱（SERS）进行测定。

具体步骤为：

（1）15nm的金纳米粒子分别用捕获Hg²⁺的两个适配体序列修饰：将新合成的15nm的金纳米粒子在10000r/min的转速条件下通过离心浓缩十倍，然后将其重悬到0.01M的Tris-HCl缓冲液中，测得终浓度为20nM，以用于DNA的偶联；DNA的偶联在100μL的反应体系中进行，2μL 4μM的DNA1及2μL 4μM的DNA2分别加入到100μL 20nM的金纳米粒子溶液中，使得DNA的终浓度均为80nM， DNA和金纳米粒子以4︰1的摩尔比进行偶联反应，在室温下孵育8h后，将样品在10000r/min的转速条件下进行离心，以除去未偶联的DNA分子，然后将纳米粒子再次重悬到0.01M的Tris-HCl缓冲液中，DNA修饰的金纳米粒子制备完成；