[发明专利]一种可视化检测重金属汞的快检毛细管及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可视化检测重金属汞的快检毛细管及其制备方法和应用，属于汞离子检测技术领域。本发明使用毛细管作为藻蓝蛋白的载体，并且用表面氨基硅烷化修饰，使蛋白与玻璃载体牢固结合，制得可视化检测重金属汞的快检毛细管。本发明快检毛细管用于对液体样品中Hg²⁺的快速检测，而无需使用任何复杂的纳米材料或探针系统，也无需昂贵的加工设备，节约加工成本；检测时现象明显，且具有灵敏度高、选择性好、操作简单等优点，并且在真实样品中也较为适用。

技术领域

本发明涉及一种可视化检测重金属汞的快检毛细管及其制备方法和应用，属于汞离子检测技术领域。

背景技术

重金属是一种主要的环境污染物，有潜在风险导致人体内严重的中毒影响。水环境，指地下水和饮用水，是重金属的主要蓄积来源，金属在此通过吸收作用成为食物链的一部分。鱼类、叶类蔬菜和大米等食品产品经常被重金属污染。重金属在自然界中是不可生物降解的，因此它们可以积聚在水中和动物体内，并对人类造成毒性。汞是一种重金属，以其在低浓度下也有毒性而被人所知。汞离子(Hg²⁺)在水和食物中的存在非常普遍。因此，有必要开发一种先进的Hg²⁺快速检测方法，特别是对水环境中的Hg²⁺检测。

目前检测重金属有原子吸收法、微分电位溶出法、电极法、气相色谱法、分光光度法等，这些方法虽灵敏、准确，但普遍存在前处理繁琐、所需仪器设备昂贵、检测时间较长、检测技术要求高，很难将其应用于食品、水样品等环境样品的现场快速检测。

目前市场上快检产品多为试纸条类产品，包括胶体金试纸条和荧光试纸条。荧光方法在检测原理上应具有比胶体金试纸条更高的检测灵敏度，但需要借助荧光读取装置、探针合成较为繁琐等原因，市场上荧光试纸条产品较少。因此有待于发展一种更为方便制作和使用的荧光快检产品。此外，试纸条制作过程需使用较为昂贵的划膜机、切条机等设备。因此发展一种低成本制备的快检产品，具有现实意义。

因此，开发环保、简单、灵敏、实用、可视化的载体是实现快速检测Hg²⁺方法的关键。毛细管具有透光率高，表面官能团固定方式灵活等优点，结合荧光蛋白发展基于毛细管的荧光快检产品，是一种非常具有市场潜力的产品形式。

发明内容

为解决上述问题，我们开发了一种以环保易得的藻蓝蛋白(phycocyanin，PC)作为蛋白传感器，以毛细管作为载体的检测装置，用于对液体样本中Hg²⁺含量进行超敏感和选择性检测，无需使用任何复杂的纳米材料或探针系统，也无需昂贵的加工设备，便可实现检测结果可视化。目前尚无使用藻蓝蛋白以毛细管为载体检测汞离子的报道。

本发明的第一个目的是提供一种用于可视化检测重金属汞的快检毛细管，所述快检毛细管的制备方法包括：

(1)将毛细管放入含有硅烷偶联剂的溶液中浸泡，结束后取出、洗涤、干燥；然后置于戊二醛(GA)水溶液中浸泡，结束后取出、洗涤、干燥，得到修饰毛细管；

(2)利用缓冲液稀释藻蓝蛋白，配制得到藻蓝蛋白溶液；然后将所得修饰毛细管浸入藻蓝蛋白液中，经固定化处理，获得快检毛细管。

在本发明的一种实施方式中，所述方法还包括将毛细管进行预处理：利用清洁剂对玻璃基片进行清洗，除去表面污垢。

在本发明的一种实施方式中，所述预处理是用质量分数为25％的NaOH溶液对毛细管进行清洗。

在本发明的一种实施方式中，所述含有硅烷偶联剂的溶液是质量分数为3％的3-氨丙基三乙氧基硅烷(ATPES)溶液。

在本发明的一种实施方式中，所述戊二醛(GA)水溶液质量分数为25％。

在本发明的一种实施方式中，所述缓冲液为Tris缓冲液；其中，Tris缓冲液的pH值为6。