【摘要】：隨著化學(xué)傳感分析技術(shù)的深入發(fā)展,熒光分析技術(shù)在物質(zhì)識(shí)別和物質(zhì)檢測方面發(fā)揮著越來越重要的作用,為發(fā)展新型的高靈敏分析檢測技術(shù)提供了強(qiáng)大的理論依據(jù)和技術(shù)支持。熒光分析檢測技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的分析檢測技術(shù),它比光譜法、質(zhì)譜法等方法都應(yīng)用的更加普及和廣泛,這與熒光分析技術(shù)所具備的一系列優(yōu)點(diǎn)是分不開的。熒光分析檢測方法最大的特點(diǎn)是:分析靈敏度高、選擇性強(qiáng)和操作簡單。本論文以熒光化學(xué)分析為技術(shù)背景,結(jié)合新型納米材料和多T堿基DNA序列制備了幾種汞離子熒光傳感器,主要工作如下:1)基于吖啶橙/氧化石墨烯和多T堿基DNA序列制備汞離子熒光傳感器用于水樣中汞離子含量的檢測。氧化石墨烯(GO)與吖啶橙(AO)會(huì)通過靜電作用和π-π共軛作用吸附在一起形成GO/AO復(fù)合物,從而兩者之間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移,使得AO的熒光信號(hào)被GO猝滅。多T堿基DNA序列(P2和H-G4)可以特異性識(shí)別汞離子(Hg~(2+))并與之反應(yīng),形成胸腺嘧啶-汞離子-胸腺嘧啶(T-Hg~(2+)-T)結(jié)構(gòu)和G-四聯(lián)體結(jié)構(gòu)。G-四聯(lián)體結(jié)構(gòu)能夠奪取原本吸附在GO上的AO,使AO遠(yuǎn)離GO表面,阻斷熒光共振能量轉(zhuǎn)移過程,從而使體系的熒光信號(hào)得以恢復(fù)。通過對體系熒光信號(hào)的監(jiān)測,即可定量檢測目標(biāo)物Hg~(2+),可檢測范圍為0.5-50 nM,檢測限(LOD)為0.17 nM。2)基于多T堿基DNA序列調(diào)控的量子點(diǎn)自組裝制備汞離子熒光傳感器用于水樣中汞離子含量的檢測。我們設(shè)計(jì)了兩段富T堿基的DNA序列(P1和P2),分別將其連接在碲化鎘量子點(diǎn)(CdTe QDs)上,得到P1-QDs和P2-QDs,用于識(shí)別和檢測汞離子。當(dāng)向檢測體系中加入目標(biāo)物Hg~(2+)后,由于T-Hg~(2+)-T結(jié)構(gòu)的形成,原本分散的量子點(diǎn)會(huì)被拉近,進(jìn)而發(fā)生聚集現(xiàn)象,同時(shí)伴隨著熒光信號(hào)的減弱和發(fā)射峰位的紅移,這就給我們檢測Hg~(2+)提供了兩種不同的信號(hào)模式�？蓹z測范圍為0-100 nM,檢測限為3.33 nM。3)基于P-FAM/氧化石墨烯制備汞離子熒光傳感器用于水樣中汞離子含量的檢測。其中,FAM是一種熒光染料,作為此熒光傳感器的熒光信號(hào)發(fā)射源。氧化石墨烯(GO)在該熒光傳感器中作為猝滅劑使用,可以對FAM的熒光進(jìn)行有效猝滅。P-FAM是一段被熒光染料FAM標(biāo)記的富T堿基DNA序列,可以用來識(shí)別檢測Hg~(2+)。當(dāng)傳感體系中沒有Hg~(2+)時(shí),P-FAM呈現(xiàn)隨機(jī)線圈構(gòu)象,會(huì)吸附在GO表面,發(fā)生熒光猝滅。當(dāng)傳感體系中含有Hg~(2+)時(shí),由于T堿基與Hg~(2+)發(fā)生反應(yīng),形成T-Hg~(2+)-T結(jié)構(gòu),P-FAM構(gòu)象發(fā)生改變,呈現(xiàn)發(fā)卡型構(gòu)象而不會(huì)吸附在GO表面,不會(huì)發(fā)生熒光猝滅現(xiàn)象。依據(jù)傳感體系中有無Hg~(2+)時(shí)的熒光信號(hào)變化,就可以實(shí)現(xiàn)對Hg~(2+)的檢測。可檢測范圍為0-120 nM,檢測限為3.33 nM。4)基于銅納米簇/二氧化錳和多T堿基DNA序列制備汞離子熒光傳感器用于水樣中汞離子含量的檢測。其中,銅納米簇(dsDNA-CuNCs)是熒光信號(hào)發(fā)射源,MnO_2納米片是熒光猝滅劑,可以有效猝滅dsDNA-CuNCs的熒光。在dsDNA-CuNCs上有一段富T堿基的DNA序列,可以用來特異性識(shí)別檢測Hg~(2+)。當(dāng)傳感體系中含有目標(biāo)物Hg~(2+)時(shí),dsDNA-CuNCs上那段富T堿基的DNA序列會(huì)與Hg~(2+)反應(yīng)生成T-Hg~(2+)-T結(jié)構(gòu)而形成雙鏈結(jié)構(gòu)。當(dāng)傳感體系中沒有目標(biāo)物Hg~(2+)時(shí),dsDNA-CuNCs上那段富T堿基的DNA序列呈現(xiàn)的是一種自由的線性構(gòu)象。當(dāng)向該體系中加入猝滅劑MnO_2納米片時(shí),MnO_2納米片會(huì)選擇性吸附dsDNA-CuNCs,即只吸附?jīng)]有與Hg~(2+)發(fā)生反應(yīng)的那部分dsDNA-CuNCs,兩者之間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移,發(fā)生熒光猝滅現(xiàn)象。這樣,我們就可以依據(jù)傳感體系的熒光信號(hào)大小實(shí)現(xiàn)對Hg~(2+)的檢測�？蓹z測范圍為0-200nM,檢測限為5nM。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O657.3;TP212;TB383.1
【圖文】：

圖 2.1 熒光傳感器的構(gòu)建過程離子的檢測汞離子的檢測，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程分為三步。第一步，將 GO 溶液（最終和 AO 溶液（最終濃度，1 μM）加入到 Tris-HAc 緩沖溶液中，反應(yīng) 溶液（最終濃度，1 μM），H-G4 溶液（最終濃度，1 μM）和一系列液（0.50, 2.00, 8.00, 10.00, 20.00, 30.00, 50.00, 80.00 nM）于緩沖溶液成 T-Hg2+-T 結(jié)構(gòu)和 G-四聯(lián)體結(jié)構(gòu)；第三步，將上述反應(yīng)完成后的兩反應(yīng) 24 min，立即對其進(jìn)行熒光信號(hào)強(qiáng)度的測試（激發(fā)波長為 490 射光譜。最后，我們還將此構(gòu)建的熒光傳感器用于實(shí)際水樣中 Hg2+的人滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。與討論

圖 2.2 GO 的 SEM (a) 和 TEM (b) 表征圖感器檢測機(jī)理光傳感器的傳感機(jī)制如圖 2.1 所示。P2（5′-GTT GGG TTT GCT-3 TAT CCC ATC GGG TTG GGC GGG ATG GGAT-3′）是兩條富 T 堿來特異性識(shí)別檢測汞離子。同時(shí) H-G4 還是一段富含 G 堿基的 DN條件下，H-G4 可以折疊形成 G-四聯(lián)體結(jié)構(gòu)[52]，H-G4 的富 T 部分序g2+反應(yīng)生成 T-Hg2+-T 結(jié)構(gòu)。AO 與 GO 之間存在著 π-π 共軛作用和在 GO 表面形成 AO/GO 復(fù)合物。在這里，GO 作為熒光猝滅劑，熒光信號(hào)的降低（圖 2.1 中 a 過程）。在 Hg2+存在的情況下，P2 序序列的 5′端發(fā)生雜交反應(yīng)，發(fā)卡型結(jié)構(gòu)的 H-G4 序列被打開，形成 聯(lián)體結(jié)構(gòu)（圖 2.1 中 b 過程）。當(dāng) AO/GO 復(fù)合物與形成的 G-四聯(lián)由于 AO 與 G-四聯(lián)體結(jié)構(gòu)之間存在著一種更強(qiáng)的結(jié)合力，AO/GO

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本文編號(hào)：2725723