[發(fā)明專利]一種自組裝電化學(xué)傳感器及其在水相中痕量汞離子的檢測中的應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810673072.0
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN109187689A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭鵬然;張立學(xué);張芳;潘佳釧;孫君偉;宋艷艷
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省測試分析研究所（中國廣州分析測試中心）
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

本發(fā)明公開了一種自組裝電化學(xué)傳感器及其在水相中痕量汞離子的檢測中的應(yīng)用。該自組裝電化學(xué)傳感器為三電極體系電化學(xué)傳感器，以飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲電極為輔助電極，以上述的巰基乙胺/胸腺嘧啶?1?乙酸金電極為工作電極，采用計(jì)時電流法對汞離子進(jìn)行預(yù)富集，用差分脈沖法記錄不同濃度下汞離子所對應(yīng)的電流值，繪制檢測汞離子的電流型傳感器的工作曲線，并可以利用工作曲線法，得到待測樣品中汞離子的濃度。本發(fā)明使用胸腺嘧啶?1?乙酸作為捕獲探針，相比于使用DNA鏈作為捕獲探針，更易在實(shí)驗(yàn)室完成，制備簡單，價格低廉。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及電化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自組裝電化學(xué)傳感器及其在水相中痕量汞離子的檢測中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

汞是具有高毒性的全球性環(huán)境污染物，尤其是其具有高遷移性、持久性、甲基化作用性、生物富集性及食物鏈放大性的特點(diǎn)，即便是極微量的汞存在于環(huán)境中，對水生生物及人類的健康也具有極大的危害。汞在環(huán)境中以多種形式存在(無機(jī)、有機(jī)或混合形式)，水溶性的二價汞離子(Hg2+)是汞污染最常見和最穩(wěn)定的形式之一。汞直接或通過食物鏈間接進(jìn)入人體后，會在腦、肝和其他器官中積累，對神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和機(jī)體的其他部位產(chǎn)生嚴(yán)重的毒性作用。所以高靈敏地監(jiān)測分析水環(huán)境中的汞含量，對包括人類健康和生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。

目前傳統(tǒng)的汞含量監(jiān)測分析方法主要有：電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)、原子發(fā)射光譜(AES)、原子熒光光譜法(AFS)、離子色譜法(IC)等，盡管這些方法能夠得到比較精確的檢測結(jié)果，但這些方法依賴大型儀器設(shè)備、樣品需進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理、耗費(fèi)時間長、檢測成本高并且需要專門的技術(shù)人員進(jìn)行操作，這些缺陷限制了傳統(tǒng)方法在環(huán)境樣品痕量汞檢測中的應(yīng)用。所以如何有效地進(jìn)行環(huán)境中汞離子含量的測定，仍然是廣大分析工作人員亟待解決的問題。

近年來，采用電化學(xué)方法分析檢測環(huán)境中的重金屬，由于其特異性強(qiáng)、靈敏度高、檢測迅速、成本低廉等特點(diǎn)受到人們的關(guān)注，成為環(huán)境監(jiān)測的一個重要研究熱點(diǎn)。科研人員通過利用各種新型材料修飾電化學(xué)傳感器以提高電化學(xué)傳感器的穩(wěn)定性、重復(fù)性以及結(jié)構(gòu)的可靠性。據(jù)研究報(bào)道，溶液中汞離子可與富含胸腺嘧啶(T)的汞特異性寡核苷酸片段錯配形成T-Hg²⁺-T結(jié)構(gòu)。近年來，利用雙鏈DNA嵌入形成T-Hg²⁺-T結(jié)構(gòu)的電化學(xué)傳感器技術(shù)發(fā)展迅速，這類傳感器在汞離子的檢測中顯示出較高的靈敏度和選擇性。但目前商業(yè)DNA鏈的成本較高，而且DNA的活性容易受到環(huán)境影響，限制了其在電化學(xué)傳感器方面的應(yīng)用。研究者們不斷尋找新的材料代替商業(yè)DNA鏈以降低成本，調(diào)節(jié)電化學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)以提高其穩(wěn)定性、重復(fù)性、可靠性，實(shí)現(xiàn)對于水中汞離子的簡單、靈敏、快速、低成本檢測。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種自組裝電化學(xué)傳感器及其在水相中痕量汞離子的檢測中的應(yīng)用，本發(fā)明使用胸腺嘧啶-1-乙酸作為捕獲探針，相比于使用DNA鏈作為捕獲探針，更易在實(shí)驗(yàn)室完成，制備簡單，價格低廉。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種巰基乙胺/胸腺嘧啶-1-乙酸金電極，由如下步驟制備而成：

(1)將經(jīng)過拋光和清洗后的Au電極浸入到巰基乙胺的乙醇和水的混合溶液中浸泡8～10h，浸泡溫度為4℃～20℃，所述的巰基乙胺的乙醇和水的混合溶液中巰基乙胺的濃度為1.5～2.5mg/mL；

(2)將步驟(1)中經(jīng)過巰基乙胺浸泡過的Au電極在胸腺嘧啶-1-乙酸混合溶液中浸泡8～10h，浸泡溫度為4℃～20℃，即得到工作電極，所述的胸腺嘧啶-1-乙酸混合溶液中胸腺嘧啶-1-乙酸的濃度為0.5～1.5mg/mL。本發(fā)明提出的巰基乙胺/胸腺嘧啶-1-乙酸金電極的制備方法，工藝簡單、綠色環(huán)保，制備得到的巰基乙胺/胸腺嘧啶-1-乙酸金電極實(shí)現(xiàn)了對水相中痕量汞離子的定量檢測。