[发明专利]检测多氯联苯表面增强拉曼散射核酸适配体传感器及应用

说明书

本发明涉及检测多氯联苯表面增强拉曼散射核酸适配体传感器及应用，采用金‑银核壳纳米颗粒作为拉曼基底，4‑巯基苯甲酸作为拉曼信号分子修饰在金‑银核壳纳米颗粒的表面，以PCB72核酸适配体作为污染物识别元件，构筑得到传感器。与现有技术相比，本发明采用先进的表面增强拉曼技术，大大提高了此传感器对PCB72的检测灵敏度，其线性检测范围是1pg/mL‑1000pg/mL，检测限可达0.3pg/mL；同时采用核酸适配体实现PCB72的特异性识别，大大提高了此传感器对PCB72的检测选择性。本发明可以用于实际水样的检测分析，与其他分析方法相比样品不需要经过复杂的前处理，分析方法简单、快速并且具有超高的灵敏度。

技术领域

本发明属于水污染检测与治理领域，尤其是涉及一种检测多氯联苯表面增强拉曼散射核酸适配体传感器及应用。

背景技术

多氯联苯(PCBs)是一类全球范围内的持久性有机污染物，因其极难分解、极难溶于水而易溶于脂肪和有机溶剂，所以能够在人类和动物脂肪中大量富集，它们可以通过干扰激素的合成、转运、储存、代谢和反馈调节来破坏雌激素/雄激素分泌系统、甲状腺激素分泌系统和其他内分泌系统，会对新生儿的性别和体重造成影响，严重损害人类健康和生命安全。在20世纪70年代，因为多氯联苯对环境和健康持久性的污染作用，在大多数国家被禁止生产和使用，在2001年，关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约禁止多氯联苯生产和使用。我国地表水环境质量标准(GB 3838-2002)规定多氯联苯的最大浓度限值是20ng/L。尽管通过了限制性规则，迄今为止，在室外空气、海水和水道沉积物中仍然能检测到一定量的多氯联苯，因其生物、物理和化学降解非常困难，因其在有机体的积累和毒性能够对环境和人类健康造成威胁。因此对环境中的PCBs的含量进行监测和毒性的评价对于保护环境和人类健康具有重要的意义。

目前，针对PCBs的检测主要有一些常规的仪器分析的方法，例如被人们广为接受的气相色谱-高分辨质谱联用(GC-HRMS)，高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)，液相色谱-串联质谱联用(LC-MS/MS)等。这些检测方法虽然能够对多氯联苯进行准确和灵敏的评估，但在检测过程中样品前处理繁琐，大都需要多级萃取，实验耗时长、费用高，对检测仪器、实验环境、操作人员都有较高的要求。近年来研究人员研制出一系列的新的方法检测PCBs，主要包括电化学传感器、光电化学传感器、生物传感免疫法以及阻抗免疫法，这些方法相对简单，检测快速，但灵敏度、选择性有待进一步提高。

据近期发展研究发现，表面增强拉曼技术(SERS)具有很大的优势，已经发展成为一种功能强大的痕量检测的工具，广泛应用于分析化学、表面科学以及生物医学等领域。但要将表面增强拉曼效应应用于持久性有机污染物的检测，还需要在其基底的制备及其性能方面有所提高。

发明内容

本发明的目的是针对现有多氯联苯检测技术灵敏度不高、分析耗时、样品前处理复杂等难题而提供的一种表面增强拉曼散射核酸适配体传感分析方法。采用还原法制得稳定性良好的金-银核壳纳米颗粒(Au@Ag CS NPs)作为拉曼基底，很大程度上增强了拉曼信号。4-巯基苯甲酸(4-MBA)作为拉曼信号分子修饰在Au@AgCS NPs表面，PCB72核酸适配体作为污染物识别元件可以特异性识别PCB72，结合高灵敏的表面增强拉曼光谱技术和具有特异性识别功能的PCB72的核酸适配体，构筑了具有高灵敏性、高选择性检测PCB72的新颖的SERS生物传感器，其检测限可达0.3pg/mL，具有制备方法简单、操作简便、分析时间短等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

检测多氯联苯表面增强拉曼散射核酸适配体传感器，采用金-银核壳纳米颗粒(Au@Ag CS NPs)作为拉曼基底，4-巯基苯甲酸作为拉曼信号分子修饰在金-银核壳纳米颗粒的表面，以PCB72核酸适配体作为污染物识别元件，结合表面增强拉曼光谱技术和PCB72的核酸适配体的特异性识别能力，构筑具有高灵敏性、高选择性的检测PCB72的新颖的SERS生物传感器。

所述金-银核壳纳米颗粒采用以下方法制备得到：