基于功能核酸的水中重金屬檢測技術研究.pdf

1、目前我國水資源緊缺,水資源污染也不容樂觀。據調查顯示我國飲用水源地有1/5以上水質不達標,約一半的城市市區(qū)地下水污染嚴重,使得北方一些以地下水為飲用水源的城市水資源可利用程度日益受限。而近年重金屬污染也已成為一個全球化的環(huán)境問題,已嚴重威脅到人類健康和生態(tài)環(huán)境安全。2006年以來,我國發(fā)生多起重金屬污染事件,導致幾千人身體健康受到嚴重影響。重金屬污染通常具有毒性大、致毒劑量低、易累積、難降解、難治理等特點,因而是目前環(huán)境監(jiān)測和治理的焦點

2、。
　　常用的重金屬檢測方法有電感耦合等離子體質譜分析法(ICP-MS)、原子吸收分光光度計法(AAS)和原子熒光光譜分析法(AFS)。這些檢測方法均需要大型儀器和專業(yè)人員在室內進行操作,對突發(fā)水污染事件無法做出快速響應。近年來蓬勃發(fā)展的生物分子學為重金屬的快速檢測提供了新的技術支持,反應靈敏,檢測方便,成為新興的重金屬檢測方法的新寵。本論文旨在通過核酸適配體與重金屬分子的特異性結合,構建以石墨烯-6羥基熒光素(FAM)和核酸染料

3、SYBRGreen為響應信號的光學傳感體系,并應用于重金屬離子Ag+和Hg2+的識別和檢測。主要內容如下:
　　(1)當體系中有Ag+(或Hg2+)存在時,Ag+(或Hg2+)能夠與胞嘧啶-胞嘧啶(C-C)(或胸腺嘧啶-胸腺嘧啶(T-T))錯配堿基對特異性作用,形成穩(wěn)定的C-Ag+-C或(T-Hg2+-T)雙鏈結構。由此,根據氧化石墨烯對單鏈DNA和雙鏈DNA具有不同的吸附能力,可以將單鏈DNA修飾的熒光基團猝滅而雙鏈DNA的熒光

4、得以保持。該體系中隨著Ag+濃度的逐漸增加,Ag+與其核酸適配體反應逐漸形成雙鏈DNA結構,體系的熒光強度逐漸增強。在優(yōu)化實驗條件下,檢測Ag+的線性范圍為150nM~400nM,檢出限為23nM。本方法可用于飲用水中Ag+的快速、靈敏和選擇性檢測,檢測回收率為96.6％。
　　(2)基于T-Hg2+-T復合物的形成,本研究以富含胞嘧啶的單鏈DNA作為識別探針,以SYBRGreen作為熒光指示探針,構建了一種無標記的熒光適配體傳感

5、器用于Ag+和Hg2+的靈敏性檢測。當體系中無Ag+和Hg2+存在時,SYBRGreen與單鏈DNA通過靜電作用結合,呈現出較弱的熒光強度。隨著體系中Ag+和Hg2+濃度的逐漸增加,Ag+和Hg2+能夠選擇性的與胞嘧啶-胞嘧啶(C-C)或胸腺嘧啶-胸腺嘧啶(T-T)結合,與其適配體發(fā)生錯配反應形成穩(wěn)定的雙鏈DNA,從而使得SYBRGreen能夠通過嵌入機小凹槽方式與雙鏈DNA作用,增強體系的熒光強度,以此實現對Ag+和Hg2+的檢測。當