專利名稱：一種檢測重金屬離子的傳感器、其合成方法與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測重金屬離子的傳感器、其合成方法、與其在光分析化學領域中的應用，特別是一種可以循環使用的以超順磁性納米顆粒為載體的傳感器，合成方法與其在光化學分析領域檢測汞、銀、鉛等重金屬離子的用途。
背景技術：
隨著工業技術的快速發展，越來越多的工業廢水和生活污水進入水體。通常以離子態或膠狀存在于水中，也有的以固體顆粒形式被破附在膠體上.如汞，鉛，銀，鉻、錫等重金屬離子和氰化物、洗像劑、農藥等有機物以及放射性物質。污染物進入水體后，隨著水流擴散傳播甚廣，往往導致嚴重的后果。水體中物質的組成非常復雜，元素周期表中的元素幾乎均可在水體中發現。引起水體污染的物質多種多樣，而且具有嚴重危害作用的重金屬離子的污染則是水體污染的重要方面。水體中重金屬離子在食物鏈中的富集系數可高達幾萬倍，一旦人們食用了這些含有大量有毒重金屬的水生生物，如魚、蝦、貝類后，重金屬離子就會在人體的一定部位積累起來，使人慢性中毒，危害人體。因此重金屬離子成為最受注目的一類環境污染物。目前，世界各國無不把重金屬離子含量列為重要的水體污染指標作為控制的重要內容。重金屬的污染問題已成為當今世界各國共同關注的問題，國內外對重金屬的處理方面的研究正在全面進行中。礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程中產生的重金屬廢水(含有汞、鉛、銀、鉻、鎘、銅、鎳、鋅等重金屬離子)已是對水體污染最嚴重和對人類危害最大的工業廢水之一。自從有生命的物質誕生在地球上之后，生物就在其生命活動中對外表現有微弱的·磁場.如今，利用人體內的經絡磁場，磁性物質可以直接用于疾病的治療。隨著納米材料技術的不斷發展，制備出具有強磁性納米氧化鐵(商品名為菲立磁)，用于疾病的診斷。在眾多的磁性材料中對鐵磁材料的研究更為廣泛，而在鐵磁材料中又以具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒的研究最普遍。以此同時，光散射技術是一門多學科的綜合性技術，光散射技術在物理化學、膠體化學和高分子化學研究中具有十分重要的地位。共振光散射技術作為一種新的分析技術得到了越來越多的研究和應用，在蛋白質和核酸的研究與測定中顯示了巨大的優勢。已有研究表明，共振光散射技術在分析化學研究中具有廣泛前景，這種光散射信號能十分靈敏地測定生物大分子。其中共振光散射技術分析法近年來在生物大分子及離子締合物的分析中應用越來越廣泛，可以用來檢測重金屬離子，蛋白質及核酸等，對生物技術的發展有著重要意義。采用共振光散射技術，方法簡便，快速，靈敏度高，穩定性好，檢出限低。現有技術中缺少一種充分利用具有良好超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒及其共振光散射技術測定環境污染物中的一些痕量重金屬離子的金屬離子傳感器
發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種檢測重金屬離子的傳感器、其合成方法與應用。該重金屬離子傳感器是一種以具有良好的超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒為載體的可以循環使用的檢測重金屬離子的傳感器，該重金屬離子傳感器具有良好的超順磁性，可以循環使用，具有巨大的潛在市場效益。為實現上述目的，本發明采用下述技術方案一種檢測重金屬離子的傳感器，由超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒、鏈霉親和素、生物素和脫氧核苷酸序列組成，其中，超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒與鏈霉親和素連接，鏈霉親和素與生物素連接，生物素與脫氧核苷酸序列連接，所述脫氧核苷酸序列為富含能與金屬離子特異性結合的堿基的脫氧核苷酸序列。所述超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒的大小為30nm以下。優選的，所述超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒的大小為20nm。所述脫氧核苷酸序列為富T序列、富C序列或富G序列。富T序列指的是含有堿 基胸腺嘧啶較其他的堿基多的特定的脫氧核苷酸序列，同理富C序列指的是含有堿基胞嘧啶較其他的堿基多的特定的脫氧核苷酸序列，富G序列指的是含有堿基鳥嘌呤較其他的堿基多的特定的脫氧核苷酸序列。所述富T 序列可以為 TATTTTATTTTATA 和 TATATTTTATTTTA 或 CGCGCGCGTTTTTT 和TATATATATTTTTT，所述富 C 序列可以為 TACCCTACCCTATA 和 TATACCCTACCCTA，所述富 G 序列可以為 TATGGGTAGGGTAT 和 CGCGGGTAGGGCGC。上述的檢測重金屬離子的傳感器的合成方法(如圖I所示)，包括如下步驟( I)將超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上鍵合鏈霉親和素；將相應的脫氧核苷酸序列修飾生物素；(2)利用鏈霉親和素和生物素特異性結合的原理，將鍵合上鏈霉親和素的三氧化二鐵的納米顆粒與用生物素修飾好的相應的脫氧核苷酸序列反應，形成重金屬離子傳感器。所述超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒的合成方法為將濃度為O. 5mol/L 的(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20 水溶液 75mL 和濃度為 O. 5mol/L 的NH4Fe(SO4)2 · 12H20水溶液50mL混合均勻于三頸燒瓶中，超聲脫氧。在攪拌速度為IOOOr/min、溫度為55°C的條件下，勻速滴入濃度為2mol/L的NaOH溶液IOOmL,整個實驗反應在N2的保護下進行。滴加完成后，保持溫度繼續攪拌30min，最后冷卻到室溫。反應完成后，磁分離，棄上清液，用體積分數為95%的乙醇洗滌3次，以除去未反應的離子。洗滌后，置于真空干燥箱中干燥得到Fe3O4顆粒。將Fe3O4顆粒置于馬弗爐中380°C焙燒2小時，自然冷卻至室溫后，即得到Y-Fe2O3納米粒子。所述將超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上鍵合鏈霉親和素的方法為將Y -Fe2O3納米粒子(即超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒)研磨均勻后重新分散于體積分數為95%乙醇中，制成濃度為4mg/mL的懸濁液；再滴加稀氨水溶解的正硅酸乙酯，然后再按摩爾量之比1:1的比例滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，這樣就在具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒的表層上面修飾上了氨基。然后把鏈霉親和素與三氧化二鐵的納米顆粒的修飾物按兩者的物質的量之比為4:1的比例在MOPS緩沖溶液室溫下反應I小時，這樣就成功的將具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上鍵合上鏈霉親和素。
所述方法還包括以下步驟將反應得到的具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上面修飾好鏈霉親和素后，將其用凍干機凍干，得到其固體，然后將其均勻分散于MOPS緩沖溶液中，制成質量濃度為5mg/mL的分散液，用于重金屬離子傳感器的組裝。MOPS緩沖溶液的配制MOPs緩沖溶液是用初始濃度為20mM的3_(N_嗎啉代)丙磺酸溶液和20mM的氫氧化鈉溶液由酸度計配制而成。在室溫25°C時，在30mL的濃度為20mM的3- (N-嗎啉代)丙磺酸溶液不斷加入18mL的20mM的氫氧化鈉溶液，在磁子的不斷攪拌下混合均勻，最后再加入12mL的超純水。這樣就配制成pH為7. 4，濃度為IOmM的MOPs緩沖溶液。所述將鍵合上鏈霉親和素的三氧化二鐵的納米顆粒與用生物素修飾好的相應的脫氧核苷酸序列在緩沖溶液中反應I小時，這樣就形成了測量重金屬離子的傳感器。 所述步驟(2)為
分別取20 μ L (微升)質量濃度為5mg/mL的已經修飾上鏈霉親和素的磁性納米顆粒兩份，分別加入濃度為100 μ M (微摩)的用生物素修飾好的脫氧核苷酸序列鏈2. 12 μ L(微升)(分別是兩條不同的富T的脫氧核苷酸鏈)，然后將兩份溶液均稀釋至2mL的緩沖溶液中，在室溫下反應I小時；反應結束后，將兩份溶液均勻地混合在一起，然后加入200 μ L摩爾濃度為IM的硝酸鈉溶液，最后將溶液均稀釋至2mL的緩沖溶液中，這樣就組裝好了汞 離子傳感器。所述將相應的脫氧核苷酸序列上修飾生物素的方法，采用羥基取代的形式，即生物素取代DNA的5’末端上的磷酸基上的羥基。本發明還提供上述傳感器在檢測金屬離子中的應用。所述金屬離子為汞離子、銀離子或鉛離子。當金屬離子傳感器應用后，該金屬離子傳感器還可以重復使用。當重金屬離子傳感器組裝制備好檢測重金屬后，放置24小時，向體系中加入與所檢測金屬離子的絡合系數很大的絡合劑，加入絡合劑的濃度為體系中金屬離子的摩爾濃度的百分之一。整個體系放置于磁分離器上24小時后，會看到清晰的磁微球被磁分離器緊緊地吸住的現象。小心地將上清液取出，加入硝酸鈉溶液，使其濃度為O. Imol/mL，最后將整個體系稀釋至2mL的緩沖溶液中，這樣又組裝好可以重復使用的汞離子傳感器。以此類推，相同的情況下，汞離子傳感器可以被重復使用7次。對于金屬離子為汞時，絡合劑為半胱氨酸。緩沖溶液優選MOPS緩沖溶液。本發明的脫氧核苷酸序列采用常規方法設計而成。在本發明的描述中，金屬離子傳感器的組裝與金屬離子傳感器的合成表示同樣的意思。本發明利用重金屬離子與脫氧核苷酸序列中的特定堿基特異性結合的原理，設計了不同序列的脫氧核酸堿基序列，通過這種特異性的結合原理，組裝用于檢測不同離子的不同類型的傳感器。本發明充分利用具有良好超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒及其共振光散射技術，測定環境污染物中的一些痕量重金屬離子，適于在環境分析中應用。本發明基于氧化鐵納米顆粒良好的超順磁性，并且選擇一種與重金屬離子絡合系數大的絡合劑，同時借助磁分離器，成功地達到了將重金屬離子傳感器循環使用的目的。該生物傳感器在檢測重金屬離子方面具有很大的潛在應用價值及巨大的市場效益。并且方法制備簡單，操作方便，最重要的是可以循環使用，大大地提高材料的利用率。
圖I :本發明涉及的組裝汞離子傳感器的原理圖；圖2 :組裝的汞離子傳感器的使用情況，A+B代表按照最佳的優化條件組裝好的汞離子傳感器，A+B+lyMHg代表加入汞的濃度為I μ M后，靜置24小時后加入半胱氨酸回收汞離子傳感器的情形；圖3 :在組裝汞離子傳感器時，磁性納米顆粒的濃度對于共振光散射信號的影響；圖4:在不同的pH條件下，隨著汞離子濃度的不斷增加，共振光散射信號的增長趨勢；
圖5 :在不同濃度的硝酸鈉的情況下，隨著汞離子濃度的不斷增加，共振光散射信號的增長趨勢；圖6 :對組裝的汞離子傳感器的溫度條件的選擇；圖7 (a):組裝的汞離子傳感器隨著汞離子的濃度不斷增加的共振光散射光譜；圖7(b)組裝的汞離子傳感器的工作曲線示意圖；圖8 (a):當脫氧核苷酸序列分別為CGCGCGCGTTTTTT和TATATATATTTTTT時組裝的汞離子傳感器隨著汞離子的濃度不斷增加的共振光散射光譜；圖8 (b):當脫氧核苷酸序列分別為CGCGCGCGTTTTTT和TATATATATTTTTT時組裝的汞離子傳感器的工作曲線示意圖；圖9 :組裝好的汞離子傳感器的選擇性檢測；圖10(a):磁場情況下，汞離子傳感器的重復使用次數；圖10(b):不施加磁場采用離心處理的方式時汞離子傳感器的重復使用次數。
具體實施例方式下面通過具體實例對本發明進行進一步的闡述，實施例中所用原料及試劑均為市
售產品。實施例I :可以循環使用的重金屬離子傳感器的合成方法(I)具有超順磁性的三氧化二鐵磁性納米顆粒的合成。合成的具有良好超順磁性的三氧化二鐵的納米顆粒的大小為20nm.。(我們通過檢測，最終發現20nm的顆粒組合裝的傳感器的靈敏度遠遠大于與50nm的顆粒的傳感器的靈敏度，所以最終采用合成20nm的三氧化二鐵納米顆粒來組裝重金屬離子傳感器)具體的方法為將濃度為O. 5mol/L 的(NH4)2Fe (SO4)2 · 6H20 水溶液 75mL 和濃度為 O. 5mol/L 的NH4Fe(SO4)2 · 12H20水溶液50mL混合均勻于三頸燒瓶中，超聲脫氧。在攪拌速度為IOOOr/min、溫度為55°C的條件下，勻速滴入濃度為2mol/L的NaOH溶液IOOmL,整個實驗反應在N2的保護下進行。滴加完成后，保持溫度繼續攪拌30min，最后冷卻到室溫.反應完成后，磁分離，棄上清液，用體積分數為95%的乙醇洗滌3次，以除去未反應的離子。洗滌后，置于真空干燥箱中干燥得到Fe3O4顆粒。將Fe3O4顆粒置于馬弗爐中380°C焙燒2小時，自然冷卻至室溫后，即得到Y-Fe2O3納米粒子。(2)將具有良好的超順磁性的氧化鐵納米顆粒上鍵合鏈霉親和素。具體的方法為將Y-Fe2O3納米粒子研磨均勻后重新分散于體積分數為95%乙醇中，制成濃度為4mg/mL的懸濁液；再滴加稀氨水溶解的正硅酸乙酯，然后再按摩爾量之比1:1的比例滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，這樣就在具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒的表面上面修飾上了氨基。然后把鏈霉親和素與三氧化二鐵的納米顆粒的修飾物按兩者的摩爾量之比為4:1的比例在MOPS緩沖溶液室溫下反應I小時，這樣就成功的將具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上鍵合上鏈霉親和素。將反應得到的具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上面修飾好鏈霉親和素后，將其用凍干機凍干，得到其固體，然后將其均勻分散于MOPS緩沖溶液中，制成質量濃度為5mg/mL的分散液，用于重金屬離子傳感器的組裝。(3)組裝不同類型的重金屬離子傳感器。具體方法為具有超順磁性的氧化鐵納米顆粒鍵合的脫氧核酸堿基序列的合成方法。在具有超順磁性的氧化鐵納米顆粒上修飾鏈霉親和素，在脫氧核酸序列上修飾生物素。利用鏈霉親和素和生物素特異性結合的原理，成功的將脫氧核酸序列修飾在三氧化二鐵納米顆粒上。鑒于不同的金屬離子與特定的堿基特異結合，可以通過更換堿基，更換脫氧核苷酸的序列來組裝，可以檢測不同的金屬離子的傳感器。然后將鍵合上鏈霉親和素的三氧化二鐵的納米顆粒與用生物素修飾好的相應的脫氧核苷酸序列在MOPS緩沖溶液中反應I小時(脫氧核酸序列上修飾生物素采用羥基取代的形式，即生物素取代DNA的5’末端上的磷酸基上的羥基)，這樣就形成了測量重金屬離子的傳感器。(4)傳感器的重復利用利用顆粒大小為20nm左右的三氧化二鐵的納米顆粒的良好的順磁性，傳感器組裝好以后自身就會聚集，便于回收。與此同時，在這種體系中加入與該金屬離子絡合系數比較大的絡合劑(絡合劑指的是能和一些金屬離子特異性結合的一些大分子物質，本專利就是利用絡合劑半胱氨酸與汞的絡合系數比與胸腺嘧啶的絡合系數大，從而成功的將汞離子·在T-Hg-T的穩定結構中將汞離子游離出來，而與絡合劑穩定的結合在一起)，將該金屬從組裝好的傳感器的體系中分離出來。同時借助磁分離器，成功達到了將組裝好的傳感器重復使用的目的。實施例2 :該重金屬離子傳感器的合成方法、其應用于汞離子的檢測及其循環使用傳感器的合成方法具體步驟如下( I)具有超順磁性的三氧化二鐵磁性納米顆粒的合成。合成的具有良好的超順磁性的三氧化二鐵的納米顆粒的大小為20nm。具體的方法同實施例I.(2)將具有良好的順磁性的氧化鐵納米顆粒上鍵合鏈霉親和素。具體的方法同實施例I
(3)組裝可以循環使用的汞離子傳感器。具體方法為因為金屬離子汞與脫氧核苷酸序列中的胸腺嘧啶能夠特異性的結合，形成T-Hg-T的穩定結構。所以通過設計不同的含有胸腺嘧啶的脫氧核苷酸序列來組裝檢測汞離子的傳感器。將鍵合上鏈霉親和素的三氧化二鐵的納米顆粒與用生物素修飾好的相應的脫氧核苷酸序列在緩沖溶液中反應I小時，這樣就形成了測量重金屬離子的傳感器。具體步驟如下分別取20 μ L (微升)質量濃度為5mg/mL的已經修飾上鏈霉親和素的磁性納米顆 粒兩份，分別加入濃度為100 μ M (微摩)的用生物素修飾好的脫氧核苷酸序列鏈2. 12 μ L(微升)(分別是兩條不同的富T的脫氧核苷酸鏈)，然后將兩份溶液均稀釋至2mL的緩沖溶液中，在室溫下反應I小時；反應結束后，將兩份溶液均勻地混合在一起，然后加入200 μ L摩爾濃度為IM的硝酸鈉溶液，最后將溶液均稀釋至2mL的緩沖溶液中，這樣就組裝好了汞離子傳感器。組裝好的汞離子傳感器的生物性能的使用情況如圖2所示。(4)對組裝好的汞離子傳感器的實驗條件進行優化A.三氧化二鐵納米顆粒的濃度大小的選擇①取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的緩沖溶液中。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。②取40 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的緩沖溶液中。取40 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的緩沖溶液中。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。③取80 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的緩沖溶液中。取80 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的ΤΑΤΑΤΤΤΑΤΤΤΤΑ脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的緩沖溶液中。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后，繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。④取120 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的緩沖溶液中。取120 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的緩沖溶液中。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到20ρΜ，每一次都需要測試體系的共振光信號。根據在不同濃度的磁性顆粒中的所測得的共振光散射信號增強值(如圖3所示)，分別將汞的濃度設定為I. OpM, 5. OpM, 10. OpM, 20. OpM0在每個汞的濃度下分別組裝由質量濃度為O. 02mg/mL, O. 04mg/mL, O. lmg/mL, O. 2mg/mL的磁性納米粒子在其他條件最優的情況下組裝汞離子傳感器，分別測其共振光散射信號。由實驗數據說明在每個汞濃度下，均由O. lmg/mL的磁性納米顆粒組裝的汞離子傳感器性能最佳。B.對緩沖溶液的選擇①取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的ΤΑΤΤΤΑΤΤΤΤΑΤΑ脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的PBS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的PBS緩沖溶液中。將兩個體系混合,然后加入汞的標準溶液使其濃度為40ρΜ，然后測量體系的共振光散射信號，獲得增強值為216。②取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的Triss-Hcl緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的Triss-Hcl緩沖溶液中。將兩個體系混合,然后加入汞的標準溶液使其濃度為40ρΜ,然后測量體系的共振光散射信號，獲得增強值為302。③取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的ΤΑΤΤΤΤΑΤΤΤΑΤΑ脫氧核苷酸序列，加入IOOuL濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至Iml的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的MOPS緩沖溶液。
將兩個體系混合,然后加入汞的標準溶液使其濃度為40pM，然后測量體系的共振光散射信號，獲得增強值為517。④取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的CH3COOH-CH3COONa緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的CH3COOH-CH3COONa緩沖溶液。·
將兩個體系混合,然后加入汞的標準溶液使其濃度為40ρΜ,然后測量體系的共振光散射信號，獲得增強值為169。⑤取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的H3BO3-Na2B4O7緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的H3BO3-Na2B4O7緩沖溶液。將兩個體系混合,然后加入汞的標準溶液使其濃度為40ρΜ,然后測量體系的共振光散射信號，獲得增強值為208。根據加入相同汞的濃度(40ρΜ)，在不同的緩沖溶液中的共振光散射信號增強的高低(在五種緩沖溶液中信號分別增加216，302，517，169，208)，根據實驗數據我們選擇MOPS緩沖溶液。C.溶液的pH值①取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為6. 5的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為6. 5的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。②取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的ΤΑΤΤΤΤΑΤΤΤΤΤΑ脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為7. O的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為7. O的MOPS緩沖溶液。
將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。③取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列， 加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至Iml的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。④取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為8. O的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為8. O的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。⑤取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為9. O的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入100 μ L濃度為IM的硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為9. O的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。根據在不同的pH條件下的MOPS緩沖溶液中的共振光散射信號的增長趨勢及其繪制的工作曲線的線性相關系數(圖4所示)，我們選擇MOPS緩沖溶液的pH值為7. 4。D.硝酸鈉濃度的測定①取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，不加硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。
取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，不加硝酸鈉溶液，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。②取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O.Olmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分 散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. 01mol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。③取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為0. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為0. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。④取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為I. 0mol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為I. Omol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，從IpM加到ImM，每一次都需要測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。
根據在不同的硝酸鈉的濃度的MOPS緩沖溶液中的共振光散射信號的增長趨勢及其繪制的工作曲線的線性相關系數(圖5所示)，我們選擇硝酸鈉溶液的最佳濃度為
O.lmol/L。E.最佳溫度的選擇①取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。 取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，在10°C的環境下加汞的濃度固定為200μΜ，測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。②取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為0. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，在15°C的環境下加汞的濃度固定為200μΜ，測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。③取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為0. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為0. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，在20°C的環境下加汞的濃度固定為200μΜ，測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。④取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，在25°C的環境下加汞的濃度固定為200μΜ，測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。⑤取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。 取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，在30°C的環境下加汞的濃度固定為200μΜ，測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。⑥取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為0. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，在35°C的環境下加汞的濃度固定為200μΜ，測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。⑦取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為0. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為0. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。
將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，在40°C的環境下加汞的濃度固定為200μΜ，測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。⑧取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS 緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，在45°C的環境下加汞的濃度固定為200μΜ，測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。⑨取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATTTTATTTTATA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L,稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液中。取20 μ L質量濃度為5mg/mL已經修飾上鏈霉親和素的三氧化二鐵納米顆粒的分散液，加入2. 12 μ L摩爾濃度為100 μ M已經被生物素修飾好的TATATTTTATTTTA脫氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸鈉溶液，使其濃度為O. lmol/L，稀釋至ImL的pH為7. 4的MOPS緩沖溶液。將兩個體系混合，然后按照標準加入法逐漸加入汞的溶液，在50°C的環境下加汞的濃度固定為200μΜ，測試體系的共振光信號。然后繪制共振光散射信號隨著汞離子濃度的不斷增加的二者之間關系的工作曲線。根據在不同的溫度下的共振光散射信號與溫度繪制的曲線(如圖6所示)，通過圖譜顯示當溫度為35°C時，在加入相同濃度的汞離子時共振光散射信號增加的最多，說明在35°C時該汞離子傳感器的性能最佳。故選擇在35°C最為組裝傳感器的最佳溫度。這樣就使組裝好的汞離子傳感器的性能達到了最佳。這時優化好的汞離子傳感器的靈敏度很高，在汞的濃度達PM時(線性范圍I. 0-80pM)反應就極其靈敏。其共振光散射信號的增長趨勢和工作曲線如圖7所示。圖7(a)中顯示了 由于共振光散射信號與所測物質的分子量成正比，隨著汞離子濃度的不斷增加，形成牢固穩定的T-Hg-T結構，所以共振光散射信號不斷地增加；圖7(b)中顯示了 組裝好的汞離子傳感器的在汞離子的濃度為IpM-SOpM及其低的汞離子濃度時，所繪制的工作曲線的線性相關系數達99. 71%，同時證明了組裝好的汞離子傳感器及其靈敏，檢測線很低。F.更換不同的DNA序列與此同時，我們更換了脫氧核苷酸序列，在已經探索的最佳的實驗條件下得到了不同的工作曲線，實驗結果如下脫氧核苷酸序列分別為CGCGCGCGTTTTTT和TATATATATTTTTT，其隨著汞離子濃度的增加，共振光散射信號的增長趨勢及工作曲線分別如圖8所示(線性范圍0.05-100μΜ)。圖8(a)顯示了 由于共振光散射信號與所測物質的分子量成正比，隨著汞離子濃度的不斷增加，形成牢固穩定的T-Hg-T結構，所以共振光散射信號不斷地增加；圖8(13):顯示了組裝好的汞離子傳感器的在汞離子的濃度為
O.05-100 μ M時，所繪制的工作曲線，插圖是O. 05-20 μ M汞離子對應的線性關系。(5)汞離子傳感器的選擇性對于已經優化好的汞離子傳感器，需要進行選擇性的檢驗。即本發明設計的組裝重金屬離子傳感器的合成方法組裝的重金屬離子傳感器只對一種特定的金屬離子檢測，而其他的金屬離子即使是該金屬離子濃度的100倍，仍然不會對該金屬離子的檢測造成影響(如圖9所示)。以汞離子傳感器的選擇性檢測為例用上述已經優化好的組裝汞離子傳感器的最 優條件，組裝好汞離子傳感器。將40pMHg2+，濃度均為I. O μ M的Al3+，Ba2+，Cd2+，Co2+，Mg2+，Mn2+，Ni2+，Zn2+，K+，Ca2+，Fe3+，Pb2+，and Cu2+.離子分別來測試其共振光散射信號。結果顯示用本專利所涉及的合成重金屬離子的方法合成的重金屬離子，選擇性良好。(6)汞離子傳感器的重復使用因為組裝汞離子傳感器使用的是具有良好的超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒，放置24小時重金屬離子傳感器自身會發生聚集。所以當傳感器組裝好經過放置24小時后，向已經使用過的傳感器體系中加入與汞的絡合系數很大的絡合劑-半胱氨酸，加入半胱氨酸的摩爾濃度為體系中汞離子的濃度的百分之一。整個體系放置于磁分離器上24小時后，會看到清晰的磁微球被磁分離器緊緊地吸住的現象。小心地將上清液取出，加入硝酸鈉溶液，使其濃度為O. Imol/mL,最后將整個體系稀釋至2mL的MOPS緩沖溶液中.這樣又組裝好了可以重復使用的汞離子傳感器。以此類推，相同的情況下，汞離子傳感器可以被重復使用7次。循環使用情況如圖10(a)和圖10(b)所示，圖10(a)和圖10(b)中每條折現上的起始點分別代表加汞前的共振光散射強度和加汞后的共振光散射強度。表明了離子傳感器在重復使用時性能仍然最佳。實施例3 :該汞離子傳感器的設計思路可以實施于其他重金屬離子(如銀離子、鉛離子等)的檢測通過變換生物素修飾的DNA鏈的序列，實現該傳感器檢測多種重金屬離子的使用價值。例如將連接磁性顆粒DNA序列和與其部分互補的序列分別換成TACCCTACCCTATA和TATACCCTACCCTA，基于銀離子與胞嘧啶(Cytosine，C)可以形成穩定的C-Ag-C結構，可以對銀離子進行特異性檢測；將DNA序列分別換成含有鳥嘌呤(Guanine，G)較多的兩條鏈(富G序列)TATGGGTAGGGTAT和CGCGGGTAGGGCGC，基于鉛離子可以促使富G序列的DNA鏈形成四聯體結構，鉛離子通過進入四聯體的中心離子通道使該結構穩定，從而檢測鉛離子。其他實驗步驟，如傳感器的組裝，實驗條件探索以及檢測步驟和實施方法同上述實施例1-3。
權利要求
1.一種檢測重金屬離子的傳感器，其特征是，由超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒、鏈霉親和素、生物素和脫氧核苷酸序列組成，其中，超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒與鏈霉親和素連接，鏈霉親和素與生物素連接，生物素與脫氧核苷酸序列連接，所述脫氧核苷酸序列為富含能與金屬離子特異性結合的堿基的脫氧核苷酸序列。
2.如權利要求I所述的檢測重金屬離子的傳感器，其特征是，所述超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒的大小為30nm以下。
3.如權利要求2所述的檢測重金屬離子的傳感器，其特征是，所述超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒的大小為20nm。
4.如權利要求I所述的檢測重金屬離子的傳感器，其特征是，所述脫氧核苷酸序列為富T序列、富C序列或富G序列。
5.如權利要求4所述的檢測重金屬離子的傳感器，其特征是，所述富T序列為TATTTTATT TTATA 和 TATATTTTATTTTA 或 CGCGCGCGTTTTTT 和 TATATATATTTTTT，所述富 C 序列為 TACCCTACCCTATA 和 TATACCCTACCCTA，所述富 G 序列為 TATGGGTAGGGTAT 和CGCGGGTAGGGCGC。
6.權利要求1-5任一項所述的檢測重金屬離子的傳感器的合成方法，其特征是，包括如下步驟 (1)將超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上鍵合鏈霉親和素；將相應的脫氧核苷酸序列修飾生物素； (2)利用鏈霉親和素和生物素特異性結合的原理，將鍵合上鏈霉親和素的三氧化二鐵的納米顆粒與用生物素修飾好的相應的脫氧核苷酸序列反應，形成重金屬離子傳感器。
7.如權利要求6所述的合成方法，其特征是，所述將超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上鍵合鏈霉親和素的方法為 將具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒研磨均勻后重新分散于體積分數為95%乙醇中，制成濃度為4mg/mL的懸濁液；再滴加稀氨水溶解的正硅酸乙酯，然后再按摩爾量之比1:1的比例滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷；然后把鏈霉親和素與三氧化二鐵的納米顆粒的修飾物按兩者的摩爾量之比為4:1的比例在MOPS緩沖溶液室溫下反應I小時，就將具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上鍵合上鏈霉親和素。
8.如權利要求6所述的合成方法，其特征是，所述方法還包括以下步驟將反應得到的具有超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上面修飾好鏈霉親和素后，將其用凍干機凍干，得到其固體，然后將其均勻分散于MOPS緩沖溶液中，制成質量濃度為5mg/ml的分散液，用于重金屬離子傳感器的組裝。
9.如權利要求6所述的合成方法，其特征是，所述步驟(2)為分別取20yL質量濃度為5mg/mL的已經修飾上鏈霉親和素的磁性納米顆粒兩份，各自分別加入濃度為100 μ M的兩條不同的用生物素修飾好的脫氧核苷酸序列鏈2. 12μ L，在室溫下反應I小時；反應結束后，將兩份溶液均勻地混合在一起，然后加入200 μ L摩爾濃度為IM的硝酸鈉溶液,最后將溶液均稀釋至2mL的緩沖溶液中，這樣就組裝好了汞離子傳感器。
10.權利要求1-5任一項所述的傳感器在檢測金屬離子中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種檢測重金屬離子的傳感器，由超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒、鏈霉親和素、生物素和脫氧核苷酸序列組成，其中，超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒與鏈霉親和素連接，鏈霉親和素與生物素連接，生物素與脫氧核苷酸序列連接，所述脫氧核苷酸序列為帶有能與金屬離子特異性結合的堿基的脫氧核苷酸序列。合成方法將超順磁性的三氧化二鐵納米顆粒上鍵合鏈霉親和素；將相應的脫氧核苷酸序列修飾生物素；將鍵合上鏈霉親和素的三氧化二鐵的納米顆粒與用生物素修飾好的相應的脫氧核苷酸序列反應，形成重金屬離子傳感器。上述傳感器在檢測金屬離子中的應用。本發明制備簡單，操作方便，最重要的是可以循環使用，大大地提高材料的利用率。
文檔編號G01N21/49GK102914517SQ20121038886
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者申銅飛, 岳巧麗, 劉繼鋒 申請人:聊城大學