【摘要】：由于鉛離子具有非生物降解特性,一旦暴露于環(huán)境中便會不斷累積,隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,鉛離子的危害越來越嚴重。兒童對鉛離子特別敏感,極少量的鉛離子就有可能造成兒童智力發(fā)育障礙。目前雖已有多種鉛離子檢測方法,但仍然有許多學(xué)者研究如何使得鉛離子的檢測更有效地降低成本、簡化操作、提高靈敏度和檢測的特異性。石英晶體微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)生物傳感器因其靈敏度高、成本低、可重復(fù)利用的特點受到了各領(lǐng)域研究者的青睞,在實現(xiàn)鉛離子低濃度檢測方面具有很大的研究價值。由于納米磁珠(Nano-Magnetic Beads,NMBs)具有超順磁性、小尺寸效應(yīng)、便于分離等優(yōu)點,將NMBs運用于傳感器的制備中可很好地實現(xiàn)檢測信號的放大,提高傳感器的靈敏度。鑒于此,本文創(chuàng)新性地結(jié)合NMBs和QCM設(shè)計了一種簡單、高靈敏的生物傳感器用于鉛離子的檢測。本文將鉛離子特異性酶GR-5 DNAzyme的催化鏈(DNA1)通過金硫鍵固定于QCM金膜表面,結(jié)合有NMBs后的基底鏈通過堿基互補配對與催化鏈結(jié)合。在鉛離子存在的情況下,基底鏈的“rA”位點被特異性地剪切成兩段,整段基底鏈與催化鏈分離,使得結(jié)合有NMBs后的基底鏈脫離QCM電極表面,引起QCM表面物質(zhì)質(zhì)量的變化,進而使其諧振頻率發(fā)生較大變化,故通過測量頻率的變化值便可實現(xiàn)鉛離子的檢測。在實驗中,運用我們構(gòu)建的傳感器對不同濃度的鉛離子進行檢測,實驗結(jié)果顯示在1 pmol/L~50 nmol/L范圍內(nèi),檢測頻率變化值與鉛離子濃度的對數(shù)值呈很好的線性相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)R為0.99634,且檢測限低達0.3 pmol/L。另外,經(jīng)實驗驗證,該傳感器還具有良好的特異性。為了進一步驗證我們所提出的實驗方法的實用性能,分別將該傳感器用于超純水及娃哈哈飲用水中鉛離子的加樣回收實驗,在超純水中,回收率達98.784±4.045%,在娃哈哈飲用水中回收率為97.115±6.465%,且誤差均在可接受范圍之內(nèi)。與大多數(shù)已存在的檢測方法相比,我們所設(shè)計的傳感器不僅操作簡單、成本低廉,還具有很低的檢測限和很好的特異性,且有望用于實際飲用水樣中鉛離子的檢測。此外,我們的設(shè)計方法為基于納米磁珠和QCM用于其他物質(zhì)檢測的傳感器的研究提供了一種新的思路。
【圖文】：

它與鉛離子特異性 DNAzyme 相結(jié)合，為比色傳感器的設(shè)會[5-8]。納米金團聚時顯示藍色，而分散狀態(tài)時呈現(xiàn)紅色，在加得溶液中 NGPs 呈不同狀態(tài)分布，根據(jù)溶液呈現(xiàn)的不同顏色，對測。二、在過氧化物酶作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起顏色變化的顯色物質(zhì)有 3,3’,5,5’-四甲基苯胺（TMB）[9]，2,2’氨基-二（3-乙基-6）銨鹽（ABTS）[10]以及鄰甲氧基苯酚（GA）等。由 G-四聚成的辣根過氧化物酶，可以催化顯色物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，進而呈現(xiàn) 1.1 所示。在有鉛離子存在時，G-四聚體結(jié)構(gòu)方可形成，進而發(fā)有鉛離子存在，溶液的顏色不會變化。比色法雖然簡單，但若判定目標物的濃度，檢測誤差大，檢測限難以降低。為了提高仍需結(jié)合光譜儀進行檢測。在提高靈敏度方面該方法依然需要討。

重慶醫(yī)科大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文別作用，但對其他重金屬如鋅、鎂也具有特異性[35]。因此實驗中需要相關(guān)的措施控制 8-17 DNAzyme 對其他離子的反應(yīng)，以排除實驗的干擾。相比之下，即使在最活躍的干擾離子鋅存在的情況下，基于 GR-5 DNAzyme 的鉛離子傳感器表現(xiàn)出非常好的特異性，，且基于 GR-5 DNAzyme 的傳感器對鉛離子的檢測速度更快，靈敏度更高[36]。因此在鉛離子檢測傳感器中，GR-5 DNAzyme 的應(yīng)用更為廣泛。
【學(xué)位授予單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP212;R115

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 何大莉;曾照芳;;臨床醫(yī)學(xué)中石英晶體微天平生物傳感器的應(yīng)用研究[J];激光雜志;2012年03期

本文編號：2665249