基于金纳米粒子的动态光散射法检测溶液中的汞离子.pdf

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1、第42卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第3期2014年3月ChineseJournalofAnalyticalChemistry332～336DOI：10．3724／SP．J．1096．2014．30817基于金纳米粒子的动态光散射法检测溶液中的汞离子马立娜刘殿骏王振新(中国科学院长春应用化学研究所，长春130023)摘要发展了一种基于汞离子(Hg)适配体(Aptamer)免标记金纳米粒子的动态光散射(DIS)法，用于灵敏、选择性的检测溶液中的Hg“。Aptamer5'-，ITITcTTCm’c1TrccccCC1TrG丌TG1TrGTrr．3与

2、Hg2的特异性结合使金纳米粒子失去保护，在含有100mmol／LNaC1的缓冲溶液中发生聚集，金纳米粒子的平均水合粒径变大。在pH=7．43，110nmol／LAptamer，100mmol／LNaC1，Hg2与ProbeDNA孵育时间为30min的实验条件下，金纳米粒子水合粒径的变化值(△D)与Hg的浓度成正比。检出Hg的线性范围为0．1nmol／L～5p,mol／L，检出限达0．1nmol／L。湖水及矿泉水两种水样加标实验表明本方法能够用于实际水样中Hg的检测。关键词汞离子；动态光散射(DLS)；汞离子适配体(Aptamer)；金纳米粒子1引言作为全球性

3、环境污染物，汞具有致畸、致癌作用，是蓄积性毒物，对人体健康危害严重⋯。常用的汞检测方法有冷原子吸收光谱法(CAAS)、电感耦合等离子体质谱法(ICP—MS)]、冷原子荧光光谱法(CAFS)等，这些方法的优点是准确度比较高，缺点是均依赖大型仪器，成本比较高，需要熟练的操作人员，预处理过程繁琐耗时，不能满足环境监测中高效低成本的需要。近年研究发现，Hg2+能介导胸腺嘧啶(T)配对，形成稳定的T—Hg．T特异性结构j。金纳米粒子(GNPs)具有较高的摩尔消光系数，大的比表面积，与粒子形状、大小、聚集程度以及粒子之间距离相关的光学性质等特点，可设计一系列生化反应以改

4、变GNPs间的距离，从而实现对靶标物质的检测。可将GNPs的光学特性和T—Hg2+一T特异性结构相结合用于检测Hg+_，该类方法的特异性强、操作简单。动态光散射技术(Dynamiclightscattering，DLS)，是指通过测量样品散射光强度变化得出样品颗粒大小信息的一种技术。这种方法测量过程不干扰样品本身的性质，能够反映出溶液中样品分子的真实状态，测量过程迅速，检测灵敏度高，能够实时监测样品的动态变化。目前，这种方法已经被应用于检测金属离子’m和癌症标记物¨等。本研究结合GNPs的光学特性和T．Hg—T特异性结构，运用DLS的方法检测溶液中的Hg，比

5、文献[7]灵敏度提高了3个数量级，且方法具有较好的选择性。2实验部分2．1仪器与试剂ZetasizerNano—ZS90动态光散射粒度仪(DLS，英国Malvern公司)用于测量粒子的水合粒径，实验操作条件为：温度25℃，散射角度90。，激光器波长633nm；Mini1240型紫外一可见分光光度计(日本Shimadzu公司)；iCAP6300型电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP—AES，美国Thermo公司)；H600型透射电子显微镜(TEM，13本Hitachi公司)。氯金酸(HAuC1·3HO，Sigma—Aldrich公司)。DNA(上海生工生物工

6、程有限公司)，Hgz+aptamer(ProbeDNA)序列如下：5一1_ITrC1TrC，ITITrCrITCCCCCC1TrGTI1一GTTGm’．3，对照DNA(ControlDNA)序列如下：5一AAACGGCAAAACATCCCCCCAAGTAAGAAGAAA一312]，DNA的浓度由260nm处测得的紫外吸光度确定，其消光系数等于链中所含各碱基的摩尔消光系数之和。4．羟乙基哌嗪乙硫磺酸(HEPEs，北京鼎国生物技术有限责任公司)，乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)，NaC1，NaOH，A12(SO4)3·18H20，MgC12·6H2O，CaC12，

7、BaC12·2H2O，ZnC12，CuSO4。5H2O，2013-08-23收稿；2013—11-02接受本文系吉林省科技厅科技发展计划基金(20100701)资助项目E-mail：wangzx@ciac．ac．cn第3期马立娜等：基于金纳米粒子的动态光散射法检测溶液中的汞离子333CoC1：·6H2O，3CdSO·8H2O，Fe：(SO4)3，Pb(CH3COO)，Hg(NO)2·H0及其它实验用试剂均为分析纯试剂，购于北京化工厂。实验用水为Milli．Q(18．2MQem)超纯水。2．2金纳米粒子的制备按照Frens—Turkevich方法13,14]合

8、成金纳米粒子。取100mL超纯水置于250mL三颈瓶