本發明專利技術公開了一種用于檢測鉛的適配體傳感器及其制備方法和應用,其中適配體傳感器,包括一在三電極系統中用作工作電極的玻碳電極,玻碳電極的反應端表面修飾有納米多孔金,納米多孔金表面修飾有DNAzyme探針,納米金標記的DNA探針與DNAzyme探針通過互補配對連接,DNAzyme探針為SEQ?ID?NO.1的DNA序列;納米金標記的DNA探針為SEQ?ID?NO.2的DNA序列。其制備方法,包括固定納米多孔金、修飾DNAzyme探針、滴加巰基乙醇、連接納米金標記的DNA探針等步驟。本發明專利技術的用于檢測鉛的核酸適配體傳感器,使用壽命長、抗干擾能力強、檢測精度高、穩定性高、重復性強,可用于檢測廢水中的鉛離子。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及適配體傳感器
,尤其涉及一種用于檢測鉛的適配體傳感器及其制備方法和應用。
技術介紹
隨著工業技術的快速發展,水污染問題日益嚴重,已經成為全球性的環境問題。2003年,美國華盛頓檢測到飲用水中鉛含量過高,污染物已經到了致危的劑量,這一事件引起了全世界的廣泛關注。水體中鉛含量過高會通過食物鏈、水體,直接或間接的進入人體,引起神經系統、心血管系統、生殖系統等疾病,甚至會引起“三致”:致癌、致畸、致突變,嚴重損害人的身體健康。美國環境保護署(EPA)規定飲用水中鉛含量的最高濃度為72nM,但是鉛含量低于72nM時也有可能導致兒童的神經系統發育受到阻礙。因此,發展一種超靈敏檢測水中鉛含量的傳感器是十分有必要的。近年來,關于鉛的檢測方法有很多,包括原子吸收光譜(AAS)、電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES)、電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)等,都是標準的檢測鉛的方法。但是,這些方法成本昂貴,需要復雜的檢測儀器和檢測材料,以及復雜的檢測步驟,并且容易受其他離子的干擾,費時費力。現今,電化學方法日益發展成熟,由于其具有靈敏度高、特異性強、價格低廉并且簡單等特點,日益引起了人們的關注,成為了環境保護工作中的一個研究熱點。因此,將電化學方法應用于鉛含量檢測是業內人士所努力的方向。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術的不足,提供一種制作簡單、使用壽命長、抗干擾能力強、檢測精度高、穩定性高、重復性強和效率高的基于金納米材料用于檢測鉛的適配體傳感器,并相應提供一種方法簡單、成本低廉、制作快速的適配體傳感器的制備方法,在此基礎上,還提供一種上述適配體傳感器的應用,該應用能夠以低成本、簡化操作、快速響應、高檢測精度及較強抗干擾性等特點實現對鉛離子的高效檢測。為解決上述技術問題,本專利技術采用以下技術方案:一種用于檢測鉛的適配體傳感器,包括一在三電極系統中用作工作電極的玻碳電極,所述玻碳電極的反應端表面修飾有納米多孔金,所述納米多孔金表面修飾有DNAzyme探針,納米金標記的DNA探針與所述DNAzyme探針通過互補配對連接,所述DNAzyme探針為SEQIDNO.1的DNA序列;所述納米金標記的DNA探針為SEQIDNO.2的DNA序列。上述的適配體傳感器中,優選的,所述SEQIDNO.1的DNA序列,具體為5’-SH-(CH2)6-TTTCATCTCTTCTCCGAGCCGGTCGAAATAGTGAGT-3';所述SEQIDNO.2的DNA序列,具體為5'-SH-(CH2)6-ACTCACTATArGGAAGAGATG-3'。作為一個總的專利技術構思,本專利技術還提供一種上述適配體傳感器的制備方法,包括以下步驟:S1、制作一玻碳電極,將納米多孔金固定于所述玻碳電極的反應端表面得到納米多孔金修飾的玻碳電極;S2、將步驟S1得到的納米多孔金修飾玻碳電極浸泡于含有DNAzyme探針,Tris-acetate緩沖溶液以及TCEP的混合溶液中,所述DNAzyme探針通過金硫共價鍵固定在所述納米多孔金修飾的玻碳電極的反應端表面,得到組裝有DNAzyme探針的納米多孔金修飾的玻碳電極;S3、在步驟S2得到的組裝有DNAzyme探針的納米多孔金修飾的玻碳電極反應端表面滴加巰基乙醇,使巰基乙醇占據未組裝DNAzyme探針的位點;S4、將經過所述步驟S3處理后的組裝有DNAzyme探針的納米多孔金修飾的玻碳電極浸泡在納米金標記的DNA探針溶液中培養,使所述DNAzyme探針與納米金標記的DNA探針互補配對連接形成雙鏈DNA探針,完成適配體傳感器的制備。上述的制備方法中,優選的,所述步驟S1中納米多孔金的制備方法為:將金銀合金置于濃硝酸溶液中,待銀完全腐蝕,清洗,并調節pH至中性,得到所述納米多孔金。上述的制備方法中,優選的,所述步驟S2具體為:將步驟S1制備的納米多孔金修飾的玻碳電極浸泡于含有1~5μMDNAzyme探針、10~20mMTris-acetate緩沖溶液和1~5mMTCEP溶液的混合溶液中,反應得到組裝有DNAzyme探針的納米多孔金修飾的玻碳電極。上述的制備方法中,優選的,所述步驟S4中納米金標記的DNA探針的制備方法為:將10μM的DNA探針加入到acetate緩沖溶液和TCEP溶液的混合溶液中活化,后加入濃度為10nM的納米金溶液,避光反應得到納米金標記的DNA探針。上述的制備方法中,優選的,所述納米金溶液的制備方法為:取濃度為0.1g/L的氯金酸水溶液加熱至沸騰并保持沸騰狀態1~3min,然后在1000rpm攪拌速度下快速加入濃度為10g/L的檸檬酸三鈉溶液,持續加熱并保持攪拌速度不變,直至所得溶液顏色由淡黃色轉為酒紅色后停止加熱,繼續攪拌15~30min,冷卻后制得含納米金顆粒的溶液。作為一個總的專利技術構思,本專利技術還提供了一種上述適配體傳感器或采用上述制備方法制得的適配體傳感器在檢測鉛中的應用,包括以下步驟:(1)將適配體傳感器的玻碳電極浸入三氯化六銨合釕溶液,采用計時庫侖法測定庫侖值;(2)以適配體傳感器的玻碳電極作為工作電極,將其浸泡在含鉛離子的Tris-acetate緩沖溶液中反應,取出后置于三氯化六銨合釕溶液中測定庫侖值;(3)根據鉛離子濃度與所述步驟(1)、所述步驟(2)的庫侖值構建線性回歸方程,根據線性回歸方程計算待測溶液中的鉛離子濃度。上述的應用中,優選的,所述鉛離子濃度與庫侖值變化的線性回歸方程為:y=-(0.9411±0.04111)x-(6.177±0.3676)(1)式(1)中,y為檢測時鉛離子庫侖值的變化值,即ΔQ,單位為C;x為待測溶液中鉛離子濃度值自然對數值,即log[Pb2+],鉛離子濃度的單位為M;式(1)的相關系數R2=0.9887,鉛離子檢測線性范圍為5.0×10-11~1.0×10-7M,檢測下限為1.2×10-11M。上述的應用中,優選的,所述三氯化六銨合釕濃度為10~80μM,Tris-acetate緩沖溶液pH為6.5~9.0,反應時間為30~60min。進一步優選的,所述三氯化六銨合釕濃度為50~80μM,Tris-acetate緩沖溶液pH為8.0,反應時間為30~60min。上述的應用中,優選的,所述步驟(1)計時庫侖法中脈沖周期為200~300ms,脈沖寬度為600~800mV。進一步優選的,步驟(1)計時庫侖法中脈沖周期為250ms,脈沖寬度為700mV。與現有技術相比,本專利技術的優點在于:1、本專利技術提供的用于檢測鉛的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于檢測鉛的適配體傳感器,包括一在三電極系統中用作工作電極的玻碳電極,其特征在于,所述玻碳電極的反應端表面修飾有納米多孔金,所述納米多孔金表面修飾有DNAzyme探針,納米金標記的DNA探針與所述DNAzyme探針通過互補配對連接,所述DNAzyme探針為SEQ?ID?NO.1的DNA序列;所述納米金標記的DNA探針為SEQ?ID?NO.2的DNA序列。
【技術特征摘要】
1.一種用于檢測鉛的適配體傳感器,包括一在三電極系統中用作工作電極的玻碳電極,
其特征在于,所述玻碳電極的反應端表面修飾有納米多孔金,所述納米多孔金表面修飾有
DNAzyme探針,納米金標記的DNA探針與所述DNAzyme探針通過互補配對連接,所述
DNAzyme探針為SEQIDNO.1的DNA序列;所述納米金標記的DNA探針為SEQIDNO.2
的DNA序列。
2.一種如權利要求1所述適配體傳感器的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
S1、制作一玻碳電極,將納米多孔金固定于所述玻碳電極的反應端表面得到納米多孔金
修飾的玻碳電極;
S2、將步驟S1得到的納米多孔金修飾玻碳電極浸泡于含有DNAzyme探針,Tris-acetate
緩沖溶液以及TCEP的混合溶液中,所述DNAzyme探針通過金硫共價鍵固定在所述納米多
孔金修飾的玻碳電極的反應端表面,得到組裝有DNAzyme探針的納米多孔金修飾的玻碳電
極;
S3、在步驟S2得到的組裝有DNAzyme探針的納米多孔金修飾的玻碳電極反應端表面滴
加巰基乙醇,使巰基乙醇占據未組裝DNAzyme探針的位點;
S4、將經過所述步驟S3處理后的組裝有DNAzyme探針的納米多孔金修飾的玻碳電極浸
泡在納米金標記的DNA探針溶液中培養,使所述DNAzyme探針與納米金標記的DNA探針
互補配對連接形成雙鏈DNA探針,完成適配體傳感器的制備。
3.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟S1中納米多孔金的制備方
法為:將金銀合金置于濃硝酸溶液中,待銀完全腐蝕后得到所述納米多孔金。
4.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟S2具體為:將步驟S1制備
的納米多孔金修飾的玻碳電極浸泡于含有1~5μMDNAzyme探針、10~20mMTris-acetate
緩沖溶液和1~5mMTCEP溶液的混合溶液中,反應得到組裝有DNAzyme探針...
【專利技術屬性】
技術研發人員:張辰,曾光明,黃丹蓮,賴萃,周耀渝,秦蕾,程敏,王揚,
申請(專利權)人:湖南大學,
類型:發明
國別省市:湖南;43
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