[發(fā)明專利]一種用于汞離子檢測(cè)的電化學(xué)傳感器及制作方法和檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310036679.5
• 申請(qǐng)日: 2013-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN103105424A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 婁新徽;趙滔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/327
• 分類號(hào): G01N27/327
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于汞離子檢測(cè)的電化學(xué)傳感器及制作方法和檢測(cè)方法，屬于生物分析技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

分析檢測(cè)方法的動(dòng)力學(xué)范圍是定量分析時(shí)極其重要的一個(gè)參數(shù)。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)尤其需要具有寬廣的動(dòng)力學(xué)區(qū)間的傳感器，因?yàn)榇藭r(shí)被分析物可能存在的濃度范圍很大而且未知濃度范圍。大量的研究往往更注重于提高檢測(cè)方法的靈敏度而鮮有針對(duì)提高檢測(cè)動(dòng)力學(xué)區(qū)間的研究。汞是高毒的全球性環(huán)境污染物，即便是極微量的存在于環(huán)境中，對(duì)動(dòng)植物及人類的健康也威脅極大。水溶性的二價(jià)汞離子(Hg²⁺)是汞污染最常見和最穩(wěn)定的形式之一。目前傳統(tǒng)的汞離子檢測(cè)方法主要有：原子(吸收，發(fā)射，熒光)光譜法及電感耦合等離子質(zhì)譜儀(Inductively?coupled?plasma?mass?spectrometry，ICP-MS)。這些方法的檢測(cè)動(dòng)力學(xué)區(qū)間可達(dá)4-5個(gè)數(shù)量級(jí)，且靈敏度高，選擇性好，但也存在樣品制備復(fù)雜，價(jià)格昂貴，設(shè)備復(fù)雜等不足而制約其在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)Hg²⁺的推廣應(yīng)用。許多基于有機(jī)小分子的光學(xué)傳感器近年來被應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)Hg²⁺上，但該類方法大部分具有動(dòng)力學(xué)區(qū)間狹窄，探針合成復(fù)雜，水溶性差，對(duì)其它金屬離子選擇性差或檢測(cè)靈敏度遠(yuǎn)難達(dá)到飲用水中可允許的Hg²⁺濃度(10nM，2ppb)等諸多不足。

近年來，Hg²⁺能形成高特異性的T-Hg²⁺-T結(jié)構(gòu)這一性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于構(gòu)建檢測(cè)Hg²⁺的光學(xué)和電化學(xué)傳感器(Zhang，X.；Li，Y.；Su，H.；Zhang，S.，Biosens.Bioelectron.2010，25，1338-1343.，Zhu，Z.；Su，Y.；Li，J.；Li，D.；Zhang，J.；Song，S.；Zhao，Y.；Li，G.；Fan，C.，Anal.Chem.2009，81，7660-7666.)。光學(xué)或熒光檢測(cè)方法一般需要體積龐大和耗能較高的光源，昂貴的單色器和檢測(cè)器且容易產(chǎn)生由于光致褪色的熒光基團(tuán)或猝滅劑的存在所造成的錯(cuò)誤信號(hào)。相對(duì)于光學(xué)傳感器，電化學(xué)傳感器具有響應(yīng)迅速，高特異性和即使對(duì)復(fù)雜樣本也具有極低的檢測(cè)極限等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。電化學(xué)傳感器因電活性標(biāo)記物穩(wěn)定性較好和電活性污染劑相對(duì)較少，可用其構(gòu)建微型甚至納米級(jí)器件而為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)設(shè)備的便攜式，無試劑和即用型提供了可能。然而，現(xiàn)有報(bào)道的電化學(xué)傳感器絕大部分動(dòng)力學(xué)區(qū)間還難以覆蓋樣本中最可能實(shí)際存在的Hg²⁺濃度。復(fù)雜的真實(shí)樣本要求更靈敏和特異性更高的檢測(cè)方法以排除可能存在的各種干擾。同時(shí)不同樣本中可能存在Hg²⁺濃度的巨大差別也要求傳感器具有寬闊的動(dòng)力學(xué)區(qū)間以避免對(duì)樣品進(jìn)行稀釋或富集。因此，發(fā)展具有極高靈敏度和選擇性且動(dòng)力學(xué)區(qū)間足夠?qū)拸V的Hg²⁺檢測(cè)方法，仍是對(duì)廣大科研人員的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于發(fā)展具有極高靈敏度和選擇性且動(dòng)力學(xué)區(qū)間足夠?qū)拸V的用于汞離子檢測(cè)的電化學(xué)傳感器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面是提供一種用于汞離子檢測(cè)的電化學(xué)傳感器，其中，該傳感器為一種金電極，該金電極具有固定在其表面上的化學(xué)修飾的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸鏈及與該全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸鏈雜交的標(biāo)記二茂鐵的全腺嘌呤(A)互補(bǔ)鏈。

優(yōu)選的，所述全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸鏈為低密度或中等密度或高密度的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸鏈；所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互補(bǔ)鏈為信號(hào)探針2，其中所述探針1為5’-SH-(CH2)₆-AATTTTTTTTTTTTTTT-3’，所述探針2為5’-AAAAAAAAAAAAAAA-(CH2)₆-Fc-3’。

本發(fā)明的第二方面是提供一種用于汞離子檢測(cè)的電化學(xué)傳感器的制作方法，其中，包括如下步驟：第一步驟：將化學(xué)修飾的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸鏈固定在金電極的表面上；第二步驟：將全腺嘌呤(A)互補(bǔ)鏈與全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸鏈雜交。

進(jìn)一步，利用捕獲探針1和信號(hào)探針2制作該電化學(xué)傳感器，其中所述探針1為5’-SH-(CH2)₆-AATTTTTTTTTTTTTTT-3’，所述探針2為5’-AAAAAAAAAAAAAAA-(CH2)₆-Fc-3’。