用于检测铜离子和汞离子的核酸纳米金传感器的分析

《用于检测铜离子和汞离子的核酸纳米金传感器的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章综述发生螯合反应，生成的复合物会导致其有更大的溶解度，从而使得已进入泥底沉淀的重金属又被释放出来，造成污染；（5）在微生物作用下，重金属会转化为毒性更强的有机金属化合物，可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性毒性。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基有特别大的亲合力，能抑制酶的活性(Hartung,1973)。重金属对人体的危害包括：神经系统、呼吸系统、血液系统、消化道、肝肾等实质脏器。正因为具有如此大的危害性，重金属的检测就显得尤为重要。1.2铜的概况1.2.1铜的性质和使用铜是一个分子质量为63.54的过渡金属原子，有两个

2、稳定的同位素，Cu63和Cu65，在自然界中的含量分别为69.2%和30.8％。铜有四个氧化态：铜(0)，铜(I)，铜(II)，铜(Ⅲ)。铜(II)是其中最重要的铜氧化状态，也是在水中存在的主要氧化形式，而其它的铜离子则比较少见。大多数铜的化合物和复合物都为蓝色或绿2+色，易溶于水，Cu(aq)是中性溶液，轻度水解，形成铜的二聚体Cu(OH)2。铜是一种存在于植物，动物和人类的基本微量元素，它作为一些酶（包括抗坏血酸氧化酶，羧肽酶A，漆酶，和尿酸酶等）和蛋白质的辅助因子，参与了广泛的代谢过程。铜通过氧化状态之间的电子转移产生生物学效应。在含铜的酶中，存在三种不同“类型

3、”的铜二价阳离子：第1类为深蓝色的蛋白质，一般为含铜的氧化酶；第2类不是蓝色，但可由电子顺磁共振(EPR)检测到的；第3类既不是蓝色的，也不能被EPR检测到(Chanetal.,1998)。铜是人类第一个利用的金属之一，许多世纪以来人类的技术进步就体现在如何处理和利用铜，通过处理自然铜塑造简单的工具标志着石器时代结束。金属铜具有延展性，韧性和良好的热和电导性，因此其具有广泛的商业用途，当今社会，铜及其合金仍大量使用于管道基础设施，炊具，艺术品和微电子等领域。铜的化合物可用作杀菌剂，除藻剂，杀虫剂和木材防腐剂等，还可被添加到肥料和动物饲料中作为营养，支持植物和动物生长。

4、每年，约有亿万吨铜通过自然或人为的因素进入环境水道系统中，在美国环保局资助的全国城市径流计划中，发现96％水体样本的铜离子浓度为1-100μg/L(Coleetal.,1984)。我国饮2第一章综述用水标准规定，铜离子含量不得超过20μM。1.2.2铜的毒性虽然铜是一种生物体必需的微量元素，但高含量的铜对生命健康会产生严峻的危害，导致体内器官的生化紊乱、生理功能障碍及多种病理变化，因此在必要性和毒性之间寻找一个平衡就显得尤为重要。一般居民由食品和饮用水直接接触铜，一些特殊的群体，如铜冶炼厂和精炼厂的工人及其附近的居民，可能会接触到高浓度的粉尘吸入和摄取铜。以下这些人群

5、对铜非常敏感：（1）威尔森氏症是一种罕见的常染色体隐性遗传疾病，是因第十三对染色体上的两个基因(ATP7B)异常，造成血浆中携带铜离子的蓝胞浆素缺乏，使得铜离子代谢产生异常，让过多的铜离子在肝，脑、角膜、心脏等处沉淀，而造成全身性的症状。发病年龄大多见于六岁儿童到四十岁的成年人(Schroederetal.,1966)。（2）婴儿和1岁以下的小孩对铜非常敏感，容易导致铜中毒。据报道，在同样的环境中，婴儿检测到由于体内铜离子含量过高导致的肝脾肿大，而大一点的小孩和父母却没有相同的症状(Muller-Hockeretal.,1988)。这是因为婴儿和1岁以下小孩清除铜的稳

6、态系统还没有发育完全，不能通过肠道阻止铜的摄入。（3）肝脏是储存铜的主要场所，血浆铜蓝蛋白合成的关键部位，同时也是铜排入胆汁的重要器官，因此，肝脏损伤会使个体对铜敏感，容易导致中毒。铜的摄入量高，尿铜排泄量也随之增加。因此个人慢性肾脏疾病患者在处理高铜摄入排泄会产生困难。铜摄入过量导致中毒的临床表现为恶心、呕吐、上腹痛、腹泻，有时可有呕血(Pizarroetal.,1999)。1.2.3铜离子检测技术研究现状目前检测铜离子的方法主要有原子光谱法(ChanandHuang,2000)、电化学分析法(Gupta,1991)、分子吸收光谱法(DelCastilhoandHe

7、rber,1977)和荧光光谱法(Takietal.,2010)、化学传感方法等。3第一章综述1.2.3.1原子光谱法利用铜离子在一定条件下发射的特征光谱来研究物质化学组成的分析方法。此方法有很长的历史，应用广泛，检测准确，但也有如下缺点：1）需要大型仪器的使用；2）需要专业技术人员的操作，前处理麻烦。1.2.3.2电化学分析法电化学分析法，是建立在物质在溶液中的电化学性质基础上的一类仪器分析方法，是由德国化学家C.温克勒尔在19世纪首先引入分析领域的，仪器分析法始于1922年捷克化学家J.海洛夫斯基建立极谱法。通常将试液作为化学电池的一个组成部分，