第一章首先介紹國(guó)內(nèi)外水環(huán)境中砷和鈾的衛(wèi)生檢驗(yàn)方法研究的意義、背景和現(xiàn)狀。其次概述本論文新建立檢測(cè)方法中所涉及相關(guān)技術(shù)的基本設(shè)計(jì)原理,包括:分子印跡技術(shù)、無(wú)線傳感法、共振光散射法和共振熒光法。最后闡述本論文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)。第二章在本章中,使用三價(jià)砷(As(III))的核酸適配體(Ars-3)為識(shí)別元件,利用金納米(AuNPs)和氧化石墨烯(GO)的信號(hào)放大作用,建立一種新的無(wú)線傳感方法檢測(cè)痕量砷。通過(guò)設(shè)計(jì)一條標(biāo)記巰基的ssDNA,這條鏈能夠與Ars-3互補(bǔ)形成一條不完全的dsDNA,該dsDNA在合適的條件下能在巰基部位標(biāo)記AuNPs。當(dāng)加入As(III)時(shí),由于As(III)能與dsDNA中的Ars-3特異性的結(jié)合形成[As(III)-Ars-3]配合物并游離出ssDNA,又因GO對(duì)ssDNA有很強(qiáng)吸附作用,而被磁彈片表面的GO吸附而沉積,導(dǎo)致磁彈片振動(dòng)頻率的改變(Δf),據(jù)此可實(shí)現(xiàn)As(III)的定量檢測(cè)。優(yōu)化后的檢測(cè)條件為:將終濃度為0.5μmol/L的dsDNA-AuNPs加入小玻璃管中,再依次加入制備好的磁彈片,不同體積的砷標(biāo)液,2.0%HAuCl_4 50μL,0.05 mol/L抗壞血酸25μL,0.05 mol/L CTMAB 12μL在50℃孵育20 min,然后檢測(cè)體系的頻率信號(hào)變化值Δf。在最佳條件下,Δf與As(III)的濃度在0.5~30μg/L范圍內(nèi)呈線性,方法檢出限(LOD)為0.41μg/L,r=0.9922。實(shí)驗(yàn)已應(yīng)用于幾種實(shí)際環(huán)境水樣中痕量砷的測(cè)定,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5.31%,加標(biāo)回收率在92.70%~108.23%之間,結(jié)果滿意。第三章應(yīng)用金納米顆粒和砷-核酸適配體(Ars-3)的特性,建立一種新的共振光散射法(RLS)檢測(cè)水樣中As的含量。聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)極易與金納米顆粒(AuNPs)聚集,并導(dǎo)致體系共振光散射強(qiáng)度(I)增強(qiáng)。但Ars-3可以吸附在AuNPs的表面,防止其與PDDA作用而聚集,此時(shí)體系的I微弱。當(dāng)加入As(III)時(shí),Ars-3將與As(III)結(jié)合,失去對(duì)AuNPs的保護(hù)作用。在PDDA作用下,AuNPs聚集并且體系的I增強(qiáng)。共振光散射增強(qiáng)值(ΔI)與As(III)的量呈線性關(guān)系,可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定As的量。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,于544.6 nm波長(zhǎng)處,體系的共振光散射增強(qiáng)值ΔI與As(III)的含量在0.50~30 ng/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,其線性回歸方程為ΔI_(RLS)=205.42c_(As)+379.99(ng/mL),相關(guān)系數(shù)r=0.9976,檢出限為0.34 ng/mL。本方法靈敏度好,儀器和試劑簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,反應(yīng)時(shí)間較短,可用于實(shí)際水樣中As(III)含量的檢測(cè)。第四章金納米顆粒(AuNPs)能與羅丹明6G(Rh6G)發(fā)生敏感聚集反應(yīng),使體系的共振熒光強(qiáng)度(F)降低,砷特異性核酸適配體(Ars-3)在Rh6G-AuNPs-Ars-3體系中能夠阻礙AuNPs與Rh6G聚集,使體系共振熒光強(qiáng)度保持較高水平。當(dāng)在Rh6G-AuNPs-Ars-3體系中存在加入含砷離子樣品時(shí),Ars-3與砷離子特異性結(jié)合,AuNPs與Rh6G結(jié)合,體系共振熒光強(qiáng)度降低。實(shí)驗(yàn)證明,共振熒光強(qiáng)度的下降值與樣品中砷的濃度呈線性相關(guān),據(jù)此建立一種共振熒光法測(cè)定水中砷的新方法。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,體系的共振熒光強(qiáng)度的變化值(ΔF)與As(III)的含量在1.0~32.0μg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,其線性回歸方程為ΔF=1020.2 c+7679.7(μg/L),相關(guān)系數(shù)r=0.9906,新建方法的檢出限為0.50μg/L,該方法已用于實(shí)驗(yàn)中多種環(huán)境水樣中砷的測(cè)定,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于2.72%,樣品中加標(biāo)回收率范圍為95.50%~103.37%之間。第五章應(yīng)用分子印跡技術(shù)與光催化共振熒光法相結(jié)合,建立一種新的多相光催化共振熒光法檢測(cè)水樣中鈾(VI)的含量。在體系中,RhG有很強(qiáng)的的共振熒光強(qiáng)度,當(dāng)向體系中加入氧化劑KBrO_3,RhG的共振熒光略有降低,說(shuō)明原因可能是KBrO_3在強(qiáng)光照射下可以將RhG_(red)氧化成非熒光產(chǎn)物(RhG_(ox)),導(dǎo)致體系的共振熒光有輕微淬滅但反應(yīng)速度很慢。當(dāng)將自合成的鈾酰磁性螯合吸附劑(Uranyl Magnetic Chelating Adsorbent,UMCA)加入到RhG-KBrO_3體系中,觀察到共振熒光強(qiáng)度的降低更加顯著,說(shuō)明UMCA可以提高鈾的光催化活性,并加速了反應(yīng)體系的熒光猝滅。實(shí)驗(yàn)表明,鈾酰離子的含量與體系的共振熒光強(qiáng)度的減少值呈正相關(guān),據(jù)此可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線法檢測(cè)U(VI)的含量。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,體系的共振熒光強(qiáng)度的變化值ΔF與U(VI)的含量在0.24~8.00μg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,其線性回歸方程為ΔF=79.362 c+138.63(μg/L),相關(guān)系數(shù)r=0.9935。本方法靈敏度較高,儀器和試劑簡(jiǎn)單,制備好的UMCA可重復(fù)利用,可用于實(shí)際水環(huán)境中痕量U(VI)的檢測(cè)。
【學(xué)位單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X832;R115
【部分圖文】：

圖 1.1 共振熒光示意圖Fig.1.1 Schematic diagram of resonance fluorescencea.其始于基態(tài)原子共振熒光b.始于亞穩(wěn)態(tài)原子共振熒光究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新之處）磁彈片表面修飾 GO，GO 對(duì) ssDNA 有特異性吸附，利配體 Ars-3 與砷結(jié)合，從而使 ssDNA 游離并通過(guò) π-π 堆量發(fā)生改變，從而導(dǎo)致磁彈片共振頻率的改變，據(jù)此建立一環(huán)境中痕量砷的新方法。該方法首次將無(wú)線傳感法應(yīng)用于水時(shí)通過(guò)加入 AA、HAuCl4和 CTMAB 實(shí)現(xiàn)信號(hào)的二次放大度和特異性。）應(yīng)用 As(III) 與 Ars-3 特異性結(jié)合，使得 PDDA 游離誘導(dǎo)帶

圖 2.1 分析原理示意圖Fig.2.1 Schematic diagram of analysis principle4 實(shí)驗(yàn)方法在 3 mL 玻璃試管中，加入 400 μL 10 mmol/L HEPES 緩沖液（pH6L dsDNA-AuNPs 和一定量的超純水并充分混勻。在試管的底部放置彈片，一同放入線圈中，該線圈連接到用于信號(hào)遙測(cè)的基于微處理器的裝置。當(dāng)響應(yīng)穩(wěn)定時(shí)，測(cè)量磁彈片的初始頻率（f0）。之后，加入適量的 溶液或樣品溶液，反應(yīng) 25min。隨后，依次加入 50 μL 2％ HAuCl4，mol/L CTMAB 溶液和 25 μL 0.05 mmol/LAA 溶液，定容至 1000 μL。液置于 50℃水浴 25 分鐘，冷卻至室溫。檢測(cè)磁彈片的共振頻率（f= f0-f，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定砷的含量。結(jié)果與討論

第 2 章 基于核酸適配體識(shí)別活性的無(wú)線傳感法檢測(cè)砷大振頻變?yōu)?133.90 kHz（曲線 B）；這是由于 As(III) 對(duì) A結(jié)合力，能從 dsDNA-AuNPs 復(fù)合物中奪取 Ars-3 形成 ssDNA-AuNPs 被釋放并且能通過(guò) π-π 堆積作用力定量吸 表面（形成 GO-ssDNA-AuNPs ），引起傳感片質(zhì)量增大小，但此時(shí)信號(hào)變化不大。當(dāng)在上述體系中加入 CTMAB，H改變?cè)龃蟮?133.50 kHz（曲線 C）；這是由于 CTMAB 介l4還原為 Au 原子，Au 并以金屬鍵結(jié)合于 AuNPs 的表面，由于吸附質(zhì)量進(jìn)一步增加而產(chǎn)生了頻移信號(hào)的再次放大，敏度提高和檢出限降低。
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本文編號(hào)：2889044