[发明专利]一种基于生物传感器的检测痕量银离子的方法

说明书

本发明涉及一种基于生物传感器的检测痕量银离子的方法，属于生物电化学传感器技术领域。利用自组装技术，将富含C碱基的核酸链probe DNA 通过Au‑S键固定到金电极表面；AuNPs标记的富含C碱基的核酸链link DNA通过碱基互补与probe DNA形成双链DNA,在银离子存在时，C‑Ag⁺‑C结构大量形成，引起AuNPs聚集在金电极表面，引起电化学信号改变，通过对电化学信号强度的测定，测得溶液中银离子的浓度。本法不需要传统ECL测定方法中所需要的发光标记物，背景噪声小，检测灵敏度高。

技术领域

本发明属于生物电化学传感器技术领域，具体涉及一种基于生物传感器的检测痕量银离子的方法。

技术背景

银在自然界分布广泛，其主要应用于电子工业、成像工业以及制药工业。然而大量的银从工业废物中释放到环境，可以产生有毒的Ag+，近期的研究其对人类健康和环境安全产生的潜在危害。Ag+会使巯基酶失活，并与各种代谢物中的胺、咪唑和羧基结合，与必需营养元素（特别是硒、铜和维生素E和B12）相互作用，对人体器官和免疫系统都有严重的损害，人们也逐渐关注其潜在毒性的研究。因此，Ag+已被列为有毒的重金属离子之一，开发水介质中痕量检测Ag+的灵敏特异性的方法对于人类健康和环境具有重要的意义。

传统的银污染物的检测方法主要有原子吸收分光光度法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。然而这些方法需要昂贵的设备和材料，并且所检测样品必须经过复杂的前处理来消除其他的干扰物，除此之外，须由技术人员在专门的实验室进行分析。目前也有使用ECL（电化学增强发光法），结合生物和电化学的技术来快速的检测重金属离子的报道，但是，所述的ECL法需要偶连发光标记，在制备和检测的时候相对来说比较繁琐，同时还存在背景噪音过大的缺点。

因此寻求快速简便，无需发光标记物的，具有高灵敏度的银离子的检测方法是非常必要的。

发明内容

针对上述不足，本发明公开了一种高灵敏、高选择性、且简单实用的一种基于生物传感器的检测痕量银离子的方法。

本发明根据DNA双链体中的C-C碱基对能够专门捕获Ag⁺形成C-Ag⁺-C配位介导的稳定双链体这一特性，以及金纳米粒子（AuNPs）的对电信号的放大作用，构建了一种改进的ECL检测方法，实现对痕量银离子的检测，相比传统的ECL检测方法，本基于生物传感器的检测方法在检测银离子时不需要加入显色标记物，背景噪声小，检测灵敏度高。

本发明的技术方案如下：

一种基于生物传感器的检测痕量银离子的方法，其特征是将富含C碱基的核酸链probeDNA 通过Au-S键固定到金电极表面，AuNPs标记的富含C碱基的核酸链link DNA通过碱基互补与probe DNA形成双链DNA, 在银离子存在时，C-Ag⁺-C结构大量形成，引起AuNPs聚集在金电极表面，引起电化学信号改变，通过对电化学信号强度的测定，测得溶液中银离子的浓度。本法利用link DNA与probe DNA的互补杂交，随后link DNA之间通过C-Ag⁺-C结构大量富集（其富集程度与银离子浓度正相关），引起自身携带的AuNPs的聚集在电极表面，进而引起电极表面电化学信号的改变，通过测定这种改变，并且与标准曲线进行比对，就可以间接的测得溶液中银离子的浓度，本法不需要传统ECL测定方法中所需要的发光标记物，背景噪声小，检测灵敏度高。

进一步的，上述基于生物传感器的检测痕量银离子的方法包含以下步骤：

（1）柠檬酸盐-AuNPs溶液的制备：将去离子水加入双颈烧瓶中，加入HAuCl₄，加热回流，迅速加入柠檬酸钠溶液，继续回流20分钟，停止加热并让系统在搅拌下冷却至室温；