[发明专利]基于三重信标修饰的金纳米粒子三聚体的表面增强拉曼散射效应检测水溶液中Hg2+和/或Ag+的方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于三重信标修饰的金纳米粒子三聚体的表面增强拉曼散射效应来同时检测水溶液中二价汞离子和/或银离子的方法，属于重金属离子的检测技术领域。

背景技术

二价汞离子和银离子是两种主要的有毒重金属离子，对环境有着严重的影响并且对人类的健康有着严重的危害。汞离子可以通过食物链富集并且不能通过代谢系统排出，可以引起心脏，肝，大脑，和其他器官的永久性损伤。并且，银离子对水生生物也有很大的毒性。对于汞离子和银离子的检测已经做出了很大的努力。传统的检测方法例如冷冻蒸发原子吸收光谱，色谱，和电感耦合等离子质谱光谱已经被广泛的应用。然而，这些方法费时费力并且成本高。由于汞离子和银离子可以特异性的结合胸腺嘧啶和腺嘌呤碱基形成很强很稳定的T-Hg²⁺-T 和 C-Ag⁺-C，近些年大量的基于DNA的汞离子和银离子检测方法被大量的发明。尽管这些传感方法有很高的灵敏度和特异性，但是大部分都是单重检测。然而汞离子和银离子在环境中经常同时存在，发明一种同时检测这两种离子的检测方法是很有必要的。由于简单的样品前处理方法和超高的灵敏度，表面增强拉曼光谱已经作为一种分析技术被广泛的应用于化学和生物传感。相比于广泛应用的荧光分析方法，在非特定的激光激发后，表面增强拉曼散射可以提供特殊分子的指纹图谱并且金属粒子周围的拉曼信标可以保持光稳定性。这些优点使表面增强拉曼散射成为荧光的一个很好的替代者，尤其在多重检测中。本发明建立了一种新的基于金纳米粒子组装后的表面增强拉曼散射光谱的生物传感器，是一种快速、灵敏、特异性的汞离子和银离子的多重检测法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三重信标修饰的金纳米粒子三聚体的表面增强拉曼散射效应来同时检测水溶液中二价汞离子和/或银离子的方法。

本发明的技术方案，基于三重信标修饰的金纳米粒子三聚体的表面增强拉曼散射效应来同时检测水溶液中二价汞离子和/或银离子的方法，具体步骤为：

（一）检测方法的建立

（1）二水合双（对-磺酰苯基）苯基膦化二钾盐（BPS）包裹的20nm金纳米粒子的制备：取150mL锥形瓶和配套的转子，用新鲜配制的王水浸泡24h并用超纯水冲洗三次，烘干备用；取97.5mL的超纯水放入洗涤洁净的锥形瓶中，在瓶口盖上保鲜膜防止外界灰尘进入；然后将装好超纯水的瓶子放在可加热的磁力搅拌仪上，将温度调至450℃，调转速800 r/min，边加热边搅拌；2 min后加入2.5mL 4g/L的氯金酸溶液，继续加热至沸腾；迅速加入1.8mL 10mg/mL的柠檬酸三钠，观察溶液颜色变化，待溶液变为酒红色后将温度调至250℃继续煮沸20min；将加热完毕的溶液降至室温后浓缩十倍用超纯水重悬，加入二水合双（对-磺酰苯基）苯基膦化二钾盐溶液至终浓度为10mg/mL，振荡过夜，8000r/min离心10 min，用0.5×TBE重悬，放置在4℃备用，BPS包裹后的Au纳米粒子记为AuNP；

（2）检测用的核酸探针的设计与合成：

巯基修饰的单链核酸探针：

DNA 1：5’-SH-TCAGACGTTT TTT-3’，

DNA 2：5’-SH-TCAGGATCCC CCC-3’，

DNA 3：5’-SH-TCAGAGCTTG CGTCATGAGA CGCTCCCCCC ATC -3’，

未做任何修饰的单链核酸探针：

DNA 4：5’-GTAGCGAGAT GACGCAAGCT-3’，

DNA 5：5’-AGCGTGAGGC TACTTTTTTC GT-3’，

首先制备金纳米粒子和核酸的偶联物：把AuNP分别和DNA1，DNA2，DNA3按摩尔终浓度为1︰1的比例混合在一起，反应1h后加入NaCl溶液至终浓度为50mM，混合均匀反应过夜；形成AuNP-DNA1，AuNP-DNA2，AuNP-DNA3；接下来DNA4与DNA5和 AuNP-DNA3按摩尔终浓度为2︰2︰1的比例混合，加入NaCl至终浓度为50mM，放置在95℃水浴锅中5 min，然后37℃放置8h，离心除去未杂交的DNA，即得到连有金纳米粒子的“Y”形DNA骨架AuNP-DNAY；