[发明专利]一种检测汞离子的固态电化学发光传感器及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及重金属检测技术领域，尤其是涉及一种检测汞离子的固态电化学发光传感器及其制备方法和应用。

背景技术

重金属污染是现在环境污染的重要组成部分之一。汞（Hg），是常温下唯一的液态金属，是重金属污染中的头号杀手。近年来，人类对重金属汞的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，大量的汞进入大气、水、土壤中存留、积累和迁移。环境中的汞最后以食物链的形式进入动物和人类的体内，对生物体的生命机能造成很大伤害，产生神经精神症状、震颤、口腔炎及中毒性肾病等疾病。汞离子（Hg²⁺）是汞在自然界中的主要存在形式之一，众多卫生标准中要求不得检出，因此发展高灵敏度且高选择性的低浓度汞离子检测方法对环境检测及食品安全监测具有重要的意义。

目前检测汞离子的方法主要有：冷原子吸收光谱法、ICP-MS、荧光光谱法、紫外—可见分光光度法、原子荧光法、电化学法、离子色谱法、毛细管电泳法、重金属快速测定仪法、试纸条法等，但这些方法或需使用昂贵的仪器，操作繁琐，且要求检测人员具备一定的专业知识，分析成本高，难以普及；或灵敏度不高、选择性差，样品预处理复杂，难以准确定量检测低浓度Hg²⁺。

电化学发光（ECL）是将电化学与化学发光相结合的一种分析技术，不仅具有化学发光分析法的灵敏度高、线性范围宽、观察方便、仪器简单等优点，而且具有电化学分析法的电位可控性强、选择性高、试剂稳定、重现性好等优点，已受到科研工作者的极大关注，并逐渐发展成为分析检测领域的重要分支。固态电化学发光是将电化学发光试剂通过化学方法或物理方法固载到电极表面后再进行ECL检测的技术，与溶液中的ECL相比，将电化学发光试剂固定到电极表面构建的固态ECL，还有以下优点：减少昂贵试剂的用量、简化实验操作、提高ECL强度等。但是，目前，国内外还没有公开任何利用N-(4-氨丁基)-N-乙基异鲁米诺(ABEI)的固态电化学发光检测水体中汞离子含量相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种灵敏度高、稳定性好、选择性强、重现性好、易于操作的用于汞离子检测的固态电化学发光传感器及其制备方法和检测方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于检测汞离子的固态电化学发光传感器，所述的传感器为表面固载电聚合的ABEI，再依次组装有戊二醛、DNA1、通过T-Hg²⁺-T错配结合的DNA2以及生物素的玻碳电极。

上述用于检测汞离子的固态电化学发光传感器的制备方法，具体步骤如下：

（1）固载有DNA1玻碳电极的制备

a. 将直径为3～5 mm的玻碳电极依次用1.0 μm、0.3 μm、0.05 μm的三氧化二铝抛光处理，然后依次用乙醇、水超声清洗，水冲洗干净后，氮气吹干备用；

b. 将步骤（a）所得玻碳电极置于含 N-(4-氨丁基)-N-乙基异鲁米诺(ABEI)的H₂SO₄溶液中，进行循环伏安扫描，电压范围为?0.2～1.5 V，以0.01～0.1 V/s的扫速循环扫描20～30圈，使ABEI在玻碳电极表面电聚合；所述的含 N-(4-氨丁基)-N-乙基异鲁米诺(ABEI)的H₂SO₄溶液中 N-(4-氨丁基)-N-乙基异鲁米诺(ABEI)浓度为0.01～0.0001 mol/L，H₂SO₄浓度为0.1～1 mol/L；

c. 将步骤（b）所得玻碳电极用pH = 7～8的0.01～0.1 M PBS缓冲液冲洗干净后，在玻碳电极表面滴加1～3 wt%戊二醛溶液10～20 μL，静置20～40分钟；

d. 将步骤（c）所得玻碳电极用pH = 7～8的0.01～0.1 M PBS缓冲液冲洗干净后，在玻碳电极表面滴加含10 μmol/L DNA1的pH = 7～8的0.01～0.1 M PBS缓冲液10～20 μL，静置20～40 min，使DNA1结合到电极表面；

e. 将步骤（d）所得玻碳电极浸泡在10～20 μL质量百分浓度为2%的牛血清白蛋白溶液中，封闭1～2 h(封闭非活性位点)，即得固载有DNA1的玻碳电极； 

（2）固态电化学发光传感器的组装

a. 配制一系列不同浓度的含汞离子的标准溶液，将标准溶液与含10 μmol/L DNA2的pH = 7～8的0.01～0.1 M PBS缓冲液按体积比1:1混合；