[发明专利]基于荧光共振能量转移对水溶液中汞离子和/或银离子同时进行检测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于荧光共振能量转移检测水溶液中二价汞离子和银离子的方法，属重金属离子的检测技术领域。

背景技术

重金属离子如汞离子和/或银离子是严重的环境污染物。它们污染水和土壤，对人类健康造成严重威胁并且对动植物产生严重的毒性效应。汞离子在环境中存在富集作用而且长期的与之接触能够导致中枢神经系统持久且严重的损坏。银离子已经被证明对水生生物有强烈的毒性。因此，发明一种能够有效而灵敏的检测这两种离子的方法是非常重要的。传统的检测方法如冷原子荧光光谱法(CV-AFS)，冷原子吸收光谱法(CV-AAS)，电感耦合等离子体质谱(ICPMS)等有很多缺陷：工作量大、成本高而且过程复杂。为了解决传统检测方法带来的问题，发展新的传感器就非常有必要。荧光共振能量转移(FRET)是首先由Theodor F?rster在50多年前提出的一种物理现象。FRET有多种应用，如已经得到发展的FRET成像技术和单分子FRET检测技术。近年来，FRET被应用到许多荧光物质的检测中，如检测DNA、溶菌酶、柠檬黄和组胺。众所周知，二价汞离子能够特异性键合胸腺嘧啶碱基T而形成T-Hg²⁺-T复合物，银离子能够特异性键合胞嘧啶碱基C而形成C-Ag⁺-C复合物。迄今为止，科学家们已经基于汞离子和银离子这种特殊的性质发展了许多FRET传感器。但是这些传感器主要集中于一种离子的检测，未能做到同时检测这两种离子。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于荧光共振能量转移来同时检测水溶液中二价汞离子和银离子的方法。

本发明的技术方案：一种基于荧光共振能量转移来同时检测水溶液中二价汞离子和银离子的方法：

（一）检测探针的制备

（1）巯基丙酸MPA包裹的碲化镉CdTe量子点的制备

将硼氢化钠NaBH₄、超纯水与碲Te粉一起混合在反应容器中，使NaBH₄的浓度为2-3M，Te粉含量为0.5-0.6M，再将反应容器置于0℃冰水浴中反应12h以制备澄清的NaHTe溶液备用；称取一定量的无机镉盐Cd²⁺溶解于水中，控制Cd²⁺浓度为0.01-0.02M，在剧烈的搅拌下滴加适量的MPA，用NaOH溶液调节pH为11.20，通N₂除氧、保护30min后迅速加入NaHTe溶液，维持Cd²⁺:Te^2-: MPA的摩尔比为1: 0.4-0.5: 2.2-2.5；反应后即得到CdTe量子点的前驱体溶液；取前驱体溶液加到以聚四氟乙烯作内衬的不锈钢反应釜中，160℃下反应20min，即得到所需要的CdTe量子点；

（2）检测用的核酸探针的设计与合成

氨基修饰过的单链核酸探针DNA1: 5'-NH₂-GTACAAGATG-3'；

未作任何修饰的单链核酸探针DNA2: 5'-GAGCTTTTCA GACGCATCTT GTACGACTCG CTCCCCATAC-3'；

荧光染料TAMRA修饰过的单链核酸探针TAMRA-DNA: 5'-TAMRA-TTTTGCTC-3'； 

吲哚类菁染料Cy5修饰过的单链核酸探针Cy5-DNA: 5'-Cy5-GTATCCCC-3'；

（3）量子点与核酸的荧光探针CdTe-DNA的制备

首先制备CdTe与DNA1的耦联物：把1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)-碳化二亚胺EDC，N-羟基琥珀酰亚胺NHS与CdTe溶液按适当的比例混合到一起，活化0.5-1 h，然后加入DNA1 水溶液，在25℃下反应4h，进行超滤以彻底去除未与CdTe耦联的DNA1，即制备得到CdTe -DNA1；然后，把CdTe -DNA1与DNA2在室温下进行杂交反应6h，超滤以去除未杂交的DNA2，即制备得到量子点与DNA的探针CdTe -DNA1-DNA2；最后，把 Cy5-DNA与TAMRA-DNA的水溶液分别加到上述制备的CdTe -DNA1-DNA2中，即制备得到检测用的CdTe-DNA荧光探针；

（二）重金属离子Ag⁺和 Hg²⁺的检测

（1）Ag⁺ 的检测