[发明专利]基于金纳米棒头尾自组装表面增强拉曼探针制备方法和检测汞离子中的应用

说明书

本发明公开了一种基于金纳米棒头尾自组装表面增强拉曼探针制备方法和检测Hg²⁺中的应用，其技术方案包括有金纳米棒的制备，并根据金纳米棒修饰DNA，并通过本发明利用金纳米棒的EE(end to end)自组装构建“表面增强拉曼探针”，利用SERS灵敏度高，甚至可以检测单分子，非常适合用于微量检测，同时无需繁琐的制样与前处理等特点。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体设计一种基于金纳米棒头尾自组装的表面增强拉曼散射(SERS)探针，并进一步其应用于Hg²⁺的检测。

背景技术

汞是环境中最危险的污染物之一。它渗入土壤，流入海洋，最终通过食物链积累在人体内，损害人类的心血管，泌尿，肠胃和神经系统。特别是水溶性汞(Hg²⁺)，由于其对人类健康造成严重损害而一直备受关注。美国环境保护署 (EPA)现定饮用水中Hg²⁺的限值为2μg/L(10nmol/L),如此微量的浓度对检测方法的敏感度要求很大。目前已有多种传统的Hg²⁺检测方法，包括原子荧光光谱法 (AFS)，冷原子吸收光谱法(CVAAS)，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和酶联免疫吸附测定法(ELISA)。这些检测方法大部分都需要高度精确的样品制备，昂贵的实验设备和较长的时间，这使得它们不适合远程或现场检测。因此，迫切需要开发一种简便可靠、快速、灵敏测定Hg²⁺的方法。

表面增强拉曼散射(SERS)光谱可用于检测目标分子而不需要任何标记或样品预处理，特别适合用于现场分析，为Hg²⁺的快速筛选提供了另一种方法。

近来SERS已被广泛应用于汞离子的检测。比如，Li和他的同事(Kayeong,S., Jun-Haeng,C.,Moon-Young,Y.,Hoeil,C.,2016,Anal.Chem.,88:3465-3470.Li S., Xu L.G.,Ma W,Kuang H.,Wang L.,Xu C.,Small,2015,11:3435–3439.)报道了拉曼标记金纳米颗粒三聚体同时检测汞离子和银离子的工作。Fu课题组(Fu S.Y.,Guo X.Y.,Wang H.,YangT.X.,Wen Y.,Yang H.F.,Sensor Actuat B-Chem, 2014,199:108–114.)以AuNPs为基底构建了一种超灵敏的汞离子传感器， LOD为0.5pmol/L，到达了历史最低。Kandjani等人(Kandjani A.E.,Sabri Y.M., Mohammad-Taheri M.,Bansal V.,Bhargava S.K.,EnvironSci Technol,2015,49: 1578–1584.)通过SERS固体活性基底ZnO/Ag纳米阵列薄膜提高了Hg ²⁺在液相中的检测灵敏度，由于HgO与AgNPs反应形成汞齐包裹在金属表面，导致罗丹明B(RB)拉曼信号衰减，Hg ²⁺的检出限约为2.25nmol/L。