聚胸腺嘧啶单链DNA-CuNCs荧光增强法用于汞离子的高灵敏检测

基于Hg~(2+)与DNA中胸腺嘧啶(T)结合的高度特异性和DNA铜纳米簇的荧光增强性质,构建了一种简便、灵敏检测汞离子的新方法.当Hg~(2+)存在时,聚T单链DNA(P1)通过T-Hg~(2+)-T特异性结合形成双链DNA,Cu~(2+)经抗坏血酸钠还原后生成的中间体Cu+与双链DNA螺旋结构间的氢键部分有强的结合力,促使Cu0附着聚集在双链DNA上形成铜纳米簇,导致体系荧光增强,从而实现对汞离子的高灵敏检测.体系荧光强度与Hg~(2+)浓度的对数值成正比,对Hg~(2+)检测的线性范围为1.0 nmol/L~10μmol/L,检出限达0.4 nmol/L,对湖水样品中Hg~(2+)检测的回收率达到97.2%~106.6%.与传统方法相比,该方法具有无需标记、检出限低及选择性好等优点,可用于环境水体中汞离子的测定.     

基于T-Hg(Ⅱ)-T结合力和G-四联体非标记型汞离子传感器的研制

利用T-Hg(Ⅱ)-T特异性结合作用识别汞离子(Hg~(2+)),以G-四联体/卟啉类化合物NMM(N-甲基卟啉二丙酸IX)复合结构(G-四联体/NM M)作为荧光信号分子,开发了一种新型汞离子传感器。该传感器操作简单、经济实用且不需要人工修饰化学基团,而且由于G-四联体/NMM的最大发射波长为615 nm,有效避免了生物自发荧光的干扰。研究表明,在对钾离子浓度、NMM浓度等反应条件进行优化后,该传感器对汞离子的检测具有较高的选择性和灵敏性,检出限低至20 nmol/L,与世界卫生组织(WHO)所规定的饮用水中30 nmol/L汞离子标准相当,具有用于检测饮用水中汞离子的潜在实用价值。     

基于核酸适配体功能化荧光氧化石墨烯的免标记“Turn-off”型Hg2+传感器研究

利用湿化学法制备出具有一定荧光性能的氧化石墨烯(GO)负载金纳米颗粒(AuNPs)复合材料(GO@AuNPs),并将巯基化单链富T核酸适配体(aptamer)结合在该复合材料的金纳米颗粒表面,形成aptamer功能化氧化石墨烯-金纳米颗粒复合物(aptamer-GO@AuNPs)。当汞离子存在时,由于7个T-Hg~(2+)-T结构的配位作用,aptamer折叠形成刚性的发夹状双链DNA结构,并使Hg~(2+)靠近石墨烯表面(少于1 nm),使得电子可沿着双链DNA通道从石墨烯转移到汞离子,从而猝灭氧化石墨烯的荧光,由此构建了一种基于石墨烯荧光猝灭的"turn-off"型荧光传感器。考察了多种因素对检测体系的影响,在最优实验条件下,此方法对Hg~(2+)的线性检测范围为0.5～80 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。应用于环境水体样品中Hg~(2+)的检测,加标回收率为96.0%～105%,相对标准偏差为1.4%～3.2%。该方法操作简单,有较强的抗干扰能力,灵敏度和选择性高,不需要标记,检测快速,可用于环境水体样品中Hg~(2+)的高灵敏检测。     

基于适配体和纳米金的石英晶体微天平传感器检测汞

利用石英晶体微天平(QCM)的高度灵敏性、适配体的特异性捕捉能力和纳米金的信号放大作用,构建了一种QCM生物传感器实现了对Hg~(2+)的检测。将Hg~(2+)适配体自组装于镀金的晶振片表面,作为捕获探针。将Hg~(2+)适配体修饰在纳米金表面,作为链接探针。当Hg~(2+)存在时,捕获探针与链接探针之间形成"T-Hg~(2+)-T"的三明治,使得晶振片上质量增加,从而引起其频率变化。在优化条件下,Hg~(2+)浓度在5~50 nmol/L范围内呈现出良好线性关系,检出限为2 nmol/L(n=10),pb~(2+),As~(3+)等重金属离子无明显干扰。     

基于胸腺嘧啶碱基错配的汞离子传感器研究进展

基于汞离子和胸腺嘧啶的质子取代反应,可形成T-Hg(Ⅱ)-T碱基错配结构,该结构可作为新型汞离子传感器的良好识别元件。相较于传统汞离子检测方法在效率与精度上的不足,以T-Hg(Ⅱ)-T碱基错配结构为识别基团的新型汞离子传感器具有一定优势。该文综述了以T-Hg(Ⅱ)-T结构为识别基团,以不同类型报告基团为基础的汞离子传感器的研究进展与趋势,从而为后续汞离子传感器的开发提供参考。     

基于T-T碱基错配的荧光传感器特异性检测汞离子

在本文中,我们研制了一种基于T-T碱基错配特异性键合汞离子的荧光传感器用于汞离子的检测。该传感器由两条分别标记了荧光基团（F）和淬灭基团（Q）的DNA探针组成,并且含有两对用于结合汞离子的T-T错配碱基。当汞离子存在时,两条探针之间形成T-Hg2+-T结构,作用力增强,从而拉近了荧光基团与淬灭基团之间的距离,发生能量转移,使荧光信号在一定程度上被淬灭。在优化的条件下,我们使用该传感器对汞离子进行检测,动力学响应范围为50nM到1000nM,线性相关方程为y= 5281.13 - 1650.56 lg[Hg2+] ( R2 = 0.985),检测下限为79nM。此外,我们还考察了该传感器的选择性,当用其它干扰离子（浓度都为1.0µM）代替待测离子进行实验时,没有发生明显的荧光淬灭,说明该传感器具有较高的选择性。该传感器的构建为汞离子的检测提供了一条快速、简便的新途径。     

基于滚环扩增及串联G-四链体-血红素DNA酶的高灵敏“Turn-on”型Hg~(2+)传感器研究

以聚苯乙烯微球为载体,利用滚环放大技术,发展了一种以串联G-四链体-血红素DNA酶催化及T-Hg~(2+)-T特异识别为基础的"Turn-on"型Hg~(2+)高灵敏生物传感器,用于尿液样本中Hg~(2+)的高效检测。通过链霉亲和素和生物素的特异性结合,将富T生物素化Hg~(2+)捕获探针固定至微球表面,当Hg~(2+)存在时,通过形成T-Hg~(2+)-T结构将含有G-四链体互补序列的环化单链DNA序列捕获至微球表面,滚环扩增后在微球表面产生大量包含串联G-四链体的DNA序列。当氯化血红素(Hemin)插入G-四链体后,形成具有增强催化活性的G-四链体-hemin DNA酶,可催化ABTS和H_2O_2反应形成ABTS~(·+),在420 nm处具有最大吸收。考察了多种因素对检测体系的影响,在最优实验条件下,此方法对Hg~(2+)的线性检测范围为0.4~100 pmol/L,检出限为0.3pmol/L(S/N=3),回归方程为△A_(420 nm)=0.1+0.0019C_(Hg~(2+))(pmol/L)。当共存离子大量存在时,传感器对Hg~(2+)仍然具有高的选择性。应用于尿液样品中Hg~(2+)检测,加标回收率为94.0%~106.0%,相对标准偏差(RSD)为1.4%~2.6%。此方法具有良好的选择性、灵敏度及抗干扰能力,可用于复杂样品中Hg~(2+)的检测。     

适配体电化学传感器检测汞离子进展

适配体是一小段经体外筛选得到的寡核苷酸序列。适配体中的胸腺嘧啶(T)碱基可与Hg~(2+)形成比双链DNA更加稳定的T-Hg~(2+)-T结构。利用该性质结合电化学测量方法可制作检测Hg~(2+)的特异性强、灵敏度高的适配体电化学传感器,并建立微量Hg~(2+)的检测方法。该文对近年来发展的检测Hg~(2+)的适配体电化学传感器进行了综述和总结,对文献报道的几类传感器的构建过程和检测机理进行了详述,对检测方法的优缺点进行了分析。最后,对此类传感器今后的发展方向提出了展望,引用文献83篇。     

基于Au@Ag核壳纳米材料的信号增强型电化学适配体传感器测定水体中Hg~(2+)

利用种子生长法合成Au@Ag核壳材料,并用透射电镜、紫外可见光谱对其进行表征,以其作为分子信标构建电化学适配体传感器,用以分析检测水体中的Hg~(2+)。通过T-Hg~(2+)-T化学结合作用,在电极表面聚集多个Au@Ag单元进行信号放大,实现对Hg~(2+)的高灵敏检测。在最优实验条件下,示差脉冲伏安法(DPV)实验结果表明,电流响应随Hg~(2+)浓度的增加而增加,并在0.5~50 nmol/L的范围内呈现良好线性相关性,该传感器对Hg~(2+)的检出限低至0.03 nmol/L。将此方法应用于检测实际水体中的Hg~(2+),其加标回收率为91.6%~110.3%。     

基于芳基糠醛功能化巴比妥酸衍生物识别和分离Hg~(2+)/Fe~(3+)的新型荧光传感器（英文）

合成了一种新型的基于5-(3-硝基苯基)-呋喃-2-甲醛功能化的巴比妥酸衍生物传感器QS.通过~1H NMR, 13C NMR, MS等方法对QS进行了表征. QS的荧光光谱结果表明QS的二甲亚砜(DMSO)溶液在498 nm有最大荧光发射,在365 nm紫外灯下照射发出绿色荧光. QS对Hg~(2+)和Fe~(3+)的水溶液有不同的荧光检测能力, Hg~(2+)能使探针QS的荧光增强为橙色,Fe~(3+)使其荧光猝灭,实现了实时检测.传感器QS对Hg~(2+)和Fe~(3+)的荧光检测限分别为3.25×10~(-8)和4.0×10~(-8) mol·L~(-1).根据Job曲线和质谱研究得到QS与汞离子和铁离子化学计量比均为1∶1,提出了QS与Hg~(2+)和Fe~(3+)的可能结合模式.加入H 2P O4-能使含有Fe~(3+)的QS溶液(QS-Fe)荧光恢复,可用于Fe~(3+)的循环检测.此外,固体QS可从水溶液中吸附Hg~(2+)和Fe~(3+)(吸附率分别为92.0%和91.8%),具有较好的吸附能力.     

具有荧光增强性能的罗丹明B衍生物的合成及其对汞离子的检测

利用汞离子可以诱导罗丹明B衍生物的螺环结构发生开环反应并产生荧光增强效果这一特性,设计并合成了两种新型的荧光化学传感器2-噻吩甲醛罗丹明B酰肼(RhBTh)和苯甲醛罗丹明B酰肼(RhBAr),并研究了二者在汞离子检测中的应用.研究结果表明,RhBTh与RhBAr对汞离子均表现出非常好的荧光增强效果,检测过程中其它金属离子不会对检测结果产生明显的干扰.二者对汞离子的检测限分别为7.8 nmol/L和12.5 nmol/L.实验表明RhBTh和RhBAr对汞离子均具有良好的灵敏度和选择性.     

发夹式DNA探针检测水中汞

利用荧光染料双标记的DNA探针,实现了对水中Hg~(2+)的一步检测。实验中使用的DNA探针是富T结构的发夹式DNA探针链,若水样中不存在Hg~(2+),双标记的DNA探针两端的荧光染料Cy3与Cy5之间的距离很小,会发生荧光能量共振转移,Cy3的荧光发射强度降低;反之,Hg~(2+)会与DNA探针上的T碱基生成T-Hg~(2+)-T的稳定结构,使DNA链结构发生变化,同时Cy3,Cy5之间的距离变大,二者间的能量共振转移减弱甚至消失,Cy3的荧光发射强度回升。因此,通过Hg~(2+)的浓度与Cy3的荧光发射强度的变化的线性关系,可以实现Hg~(2+)的定量检测。     

基于罗丹明荧光信号报告基团的细胞通透性铜离子荧光探针

分别以罗丹明B和罗丹明6G为荧光信号报告基团,以增强水溶性为目的的羟乙基肼为修饰基团,合成了反应型的Cu_(2+)离子选择性荧光探针分子L1和L2.紫外光谱和荧光光谱等分析结果表明,探针分子L1和L2对Cu_(2+)离子具有高灵敏度、高选择性的光谱识别行为.探针分子对Cu_(2+)离子的识别过程是通过Cu_(2+)离子催化水解控制氧杂蒽荧光信号的螺环酰肼基团实现荧光信号的开启,从而达到识别检测Cu_(2+)离子的目的,对Cu_(2+)离子的检出限均可达到10-8mol/L量级.同时,探针分子对常见金属离子和铵离子均具有较强的抗干扰能力.由于羟乙基肼的引入增强了探针的水溶性,使得探针L1和L2具有良好的细胞通透性和低毒性,实现了其对β-胰岛细胞(INS-1细胞)中Cu_(2+)离子的荧光成像检测.     

黄连素标记的脱氧核糖核酸荧光毛细生物传感器的研制及应用

以黄连素作为荧光标记物,对脱氧核糖核酸荧光毛细生物传感器进行了研究.基于荧光毛细分析法,以毛细管作为脱氧核糖核酸探针的固定载体,制成脱氧核糖核酸荧光毛细生物传感器,荧光毛细生物传感器吸入互补靶脱氧核糖核酸并进行杂交,通过黄连素染色后,检测杂交产物的荧光强度,实现对靶脱氧核糖核酸的定性和定量分析.研究结果为样品用量12μL,靶脱氧核糖核酸浓度在2～10μmol·L-1范围内与荧光强度呈线性关系,线性回归方程为y=9.52x 9.22,相关系数为0.991 2,检出限为1.16μmol·L-1.用荧光毛细生物传感器测定靶脱氧核糖核酸操作简便,试样、试剂用量少;测定成本极低,能大大减少环境污染.     

胸腺嘧啶修饰的Mn:ZnS量子点作为室温磷光传感器用于Hg~(2+)的检测

采用胸腺嘧啶修饰的Mn:ZnS量子点作为室温磷光传感器检测Hg~(2+)。量子点溶液在加入Hg~(2+)后,磷光强度迅速下降并在15 min内达到稳定。Hg~(2+)对量子点的磷光猝灭方式是动态猝灭与静态猝灭相结合,Hg~(2+)与量子点在激发态相互作用导致量子点动态猝灭,并且在静态猝灭过程中,Hg~(2+)和胸腺嘧啶在基态相互作用形成T-Hg~(2+)-T的发夹结构产生了不发光的络合物。在最优反应条件下,量子点的磷光强度随Hg~(2+)的浓度在2～18μmol/L范围内呈良好的线性关系(R~2=0.9992)。     

DNA寡聚核苷酸链和免修饰纳米粒子体系的分析应用研究

DNA寡聚核苷酸链和免修饰纳米粒子体系越来越多地应用于分析化学中.其中,基于DNA寡聚核苷酸链和金纳米粒子(AuNPs)所构建的比色传感器引起了诸多研究兴趣.在这些体系中,DNA作为识别单元,不仅可以识别其互补链,而且可以识别一系列的目标物.金纳米粒子作为感应单元,具有依赖于粒子间距离的独特光学性质.依据这一原理,我们发展了一种简便的基于DNA和免修饰金纳米粒子检测Hg~(2+)的方法,主要利用单双链DNA与AuNPs间的不同作用和T-Hg~(2+)-T碱基配对理论,通过改变DNA双链中的T-T错配碱基数目,调控了传感器对Hg~(2+)检测范围.     

一种新型连续检测镉离子和焦磷酸阴离子的逻辑门荧光传感器及其细胞成像研究

设计并合成了一种基于8-羟基喹啉(8-HQ)的连续检测Cd~(2+)和焦磷酸阴离子(PPi)的荧光传感器L.在传感器L的DMSO/H2O(V/V=1/1,0.01mol/L,Hepes-HClbuffer,pH=7.20)溶液中加入Cd~(2+)后导致荧光发射峰(Em=537 nm)猝灭,检测限低至5.87×10~(-8) mol/L.通过Job's曲线图和质谱验证传感器L和Cd~(2+)离子之间以1∶1化学计量比结合,结合常数为4.38×10~4 L/mol.复合传感器L-Cd~(2+)体系具有通过配体置换法对PPi高度选择性检测性能. L可以作为一种逻辑门荧光传感器检测Cd~(2+)和PPi.传感器L可以用于对活细胞中的Cd~(2+)和PPi的荧光成像.     

基于乙酰胆碱酯酶构建pH响应生物传感器用于Hg(Ⅱ)检测

以磁纳米颗粒和金纳米颗粒为载体,以核酸适配体和Hg~(2+)为生物识别单元,构建一种乙酰胆碱酯酶(AChE)联Hg~(2+)生物传感平台。分别对磁纳米颗粒进行适配体功能化,金纳米颗粒进行AChE修饰和适配体的功能化,通过目标物Hg~(2+)驱动富含碱基T的适配体形成T-Hg~(2+)-T结构,形成金-磁组装体,通过磁分离调控检测体系中AChE的浓度,AChE催化底物乙酰胆碱(ACh)水解引起反应体系的pH变化,从而实现目标物Hg~(2+)的定量检测。结果表明,方法检测范围为0.1～10 ng/mL,检出限为0.05 ng/mL。将该方法应用于自来水样品中Hg~(2+)的检测,当加标水平为0.1,1,10 ng/mL时,回收率为102.2%～113.2%,相对标准偏差为3.5%～4.1%。     

基于氮磷共掺杂碳点的荧光探针检测汞离子

以柠檬酸为碳源、磷酸氢二铵为氮源和磷源,采用微波加热法成功合成了氮磷共掺杂碳点(NPCDs),利用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、傅利叶红外吸收光谱(FT-IR)、紫外吸收光谱和荧光光谱等手段对氮磷共掺杂碳点的结构进行了表征,量子产率为33%。随着汞离子(Hg~(2+))浓度的增加,NPCDs的荧光被逐渐猝灭,基于此构建了检测汞离子的NPCDs荧光探针。探讨了氮磷共掺杂碳点的浓度、溶液pH值和反应时间对NPCDs–Hg~(2+)系荧光强度的影响。在优化的实验条件下,汞离子浓度在0.1μM～30.0μM范围内与NPCDs的相对荧光强度呈良好的线性关系,检出限为9.9 nM。同时初步探讨了Hg~(2+)使NPCDs荧光猝灭的机理。将构建的NPCDs荧光探针应用于环境水样中汞离子的检测,结果满意。     

一种用于水样检测的快速汞离子荧光传感器

在440 nm激发波长下,核黄素水溶液在525 nm处能够产生荧光,汞离子(Hg2+)存在时其荧光被猝灭,基于此开发了一种用于水样中Hg2+浓度快速检测的荧光传感器。该传感器对Hg2+的检测线性范围是50 nmol/L～50μmol/L,检出限是8.0 nmol/L,响应迅速(约1 min),对其他金属离子具有很好的选择性,将其应用于湖水中Hg2+检测结果满意。