[发明专利]一种检测水样中汞离子浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测水样中汞离子浓度的方法。

背景技术

石英晶体微天平(QCM)是一种利用石英晶体谐振器的压电特性制成的传感器。它将石英晶振电极表面质量变化转化为石英晶体振荡电路输出电信号的频率变化，进而通过计算机等其他辅助设备获得高精度的数据。Sauerbrey方程是压电质量效应传感的主要理论依据，其发展使石英晶体微天平作为质量传感器得到广泛应用，检测灵敏度可以达到ng级。

DNA寡核苷酸作为探针特异性识别汞离子的方法在很多领域取得了广泛的应用。研究表明，胸腺嘧啶(T)在汞离子存在下可以通过与汞离子的配位作用偶联，从而引起含有T-T错配的DNA单链的相互杂交成双链。碱基T与Hg²⁺的特异性结合作用被广泛用于研究各种新型Hg²⁺传感检测方法，如颜色变化、荧光、电化学方法等。这些方法均具有很高的选择性，但仍需要进行标记，或者借助荧光仪器、紫外-可见分光光度仪等昂贵笨重的仪器，检测成本仍然较高。

纳米金颗粒是尺寸分布在纳米数量级的金颗粒，它由于纳米效应而具有很多特殊性质，常用于检测DNA、蛋白质等。在QCM检测中，纳米金颗粒由于其密度大稳定性高便于修饰等特点，广泛用QCM传感器的信号放大，在QCM上DNA、蛋白质等检测中得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测水样中汞离子浓度的方法。

本发明提供的检测水样中汞离子浓度的方法，包括如下步骤：

(1)将待测水样与溶液B混合后与交联于QCM石英片的金电极上的单链DNA探针A进行杂交，记录QCM石英片的读数a；所述溶液B为含有单链DNA探针B的溶液；所述QCM石英片来自于气相型、采用金电极的石英晶体微天平；

(2)将步骤(1)杂交得到的QCM石英片与交联于纳米金颗粒上的单链DNA探针C进行杂交，记录QCM石英片的读数b；

(3)计算QCM石英片的频率响应；QCM石英片的频率响应＝(a-b)，单位为Hz；

(4)根据QCM石英片的频率响应得出待测溶液中的汞离子浓度；

所述单链DNA探针A包括一个功能区段，即功能区段A；所述功能区段A的长度占单链DNA探针A长度的60％以上；所述功能区段A的长度为6-12bp(如8-10bp，如9bp)；所述功能区段A中不含有核苷酸A且核苷酸T占核苷酸总数的75％上；

所述单链DNA探针B包括两个功能区段，即功能区段B1和功能区段B2；所述功能区段B1的长度和所述功能区段B2的长度之和占单链DNA探针B长度的60％以上；所述功能区B1中不含有核苷酸A且核苷酸T占核苷酸总数的75％上；所述功能区段A与所述功能区段B1遵循碱基互补配对原则甲；所述碱基互补配对原则甲中，核苷酸T与核苷酸T互补配对，核苷酸G与核苷酸C互补配对；

所述单链DNA探针C包括一个功能区段，即功能区段C；所述功能区段C的长度占单链DNA探针C长度的60％以上；所述单链DNA探针C的长度为9-20bp(如9-16bp，如11-15bp，如13bp)；所述功能区段C与所述功能区段B2遵循碱基互补配对原则乙；所述碱基互补配对原则乙中，核苷酸A与核苷酸T互补配对，核苷酸G与核苷酸C互补配对。

所述单链DNA探针A的核苷酸序列可如序列表的序列1所示，所述单链DNA探针B的核苷酸序列可如序列表的序列2所示，所述单链DNA探针C的核苷酸序列可如序列表的序列3所示。

所述单链DNA探针A的核苷酸序列可如序列表的序列4所示，所述单链DNA探针B的核苷酸序列可如序列表的序列5所示，所述单链DNA探针C的核苷酸序列可如序列表的序列6所示。

所述单链DNA探针A可通过末端的巯基交联于所述QCM石英片的金电极上。所述单链DNA探针C可通过末端的巯基交联于所述纳米金颗粒上。

所述单链DNA探针A可采用任何现有常规方法交联于所述QCM石英片的金电极，具体可通过如下方法交联于所述QCM石英片的金电极：在所述QCM石英片表面的金电极上滴加10μL溶液A，吸附2h；清洗干燥后加50μL 1mM 6-巯基-1-己醇的乙醇溶液，吸附1h；清洗干燥后得到交联有所述单链DNA探针A的QCM石英片；所述溶液A为含有单链DNA探针A的溶液。