[发明专利]一种检测重金属离子的传感器、其合成方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测重金属离子的传感器、其合成方法、与其在光分析化学领域中的应用，特别是一种可以循环使用的以超顺磁性纳米颗粒为载体的传感器，合成方法与其在光化学分析领域检测汞、银、铅等重金属离子的用途。

背景技术

随着工业技术的快速发展，越来越多的工业废水和生活污水进入水体。通常以离子态或胶状存在于水中，也有的以固体颗粒形式被破附在胶体上.如汞，铅，银，铬、锡等重金属离子和氰化物、洗像剂、农药等有机物以及放射性物质。污染物进入水体后，随着水流扩散传播甚广，往往导致严重的后果。水体中物质的组成非常复杂，元素周期表中的元素几乎均可在水体中发现。引起水体污染的物质多种多样，而且具有严重危害作用的重金属离子的污染则是水体污染的重要方面。水体中重金属离子在食物链中的富集系数可高达几万倍，一旦人们食用了这些含有大量有毒重金属的水生生物，如鱼、虾、贝类后，重金属离子就会在人体的一定部位积累起来，使人慢性中毒，危害人体。

因此重金属离子成为最受注目的一类环境污染物。目前，世界各国无不把重金属离子含量列为重要的水体污染指标作为控制的重要内容。

重金属的污染问题已成为当今世界各国共同关注的问题，国内外对重金属的处理方面的研究正在全面进行中。矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的重金属废水（含有汞、铅、银、铬、镉、铜、镍、锌等重金属离子）已是对水体污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。

自从有生命的物质诞生在地球上之后，生物就在其生命活动中对外表现有微弱的磁场.如今，利用人体内的经络磁场，磁性物质可以直接用于疾病的治疗。随着纳米材料技术的不断发展，制备出具有强磁性纳米氧化铁(商品名为菲立磁)，用于疾病的诊断。在众多的磁性材料中对铁磁材料的研究更为广泛，而在铁磁材料中又以具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的研究最普遍。

以此同时，光散射技术是一门多学科的综合性技术，光散射技术在物理化学、胶体化学和高分子化学研究中具有十分重要的地位。共振光散射技术作为一种新的分析技术得到了越来越多的研究和应用，在蛋白质和核酸的研究与测定中显示了巨大的优势。已有研究表明，共振光散射技术在分析化学研究中具有广泛前景，这种光散射信号能十分灵敏地测定生物大分子。其中共振光散射技术分析法近年来在生物大分子及离子缔合物的分析中应用越来越广泛，可以用来检测重金属离子，蛋白质及核酸等，对生物技术的发展有着重要意义。采用共振光散射技术，方法简便，快速，灵敏度高，稳定性好，检出限低。

现有技术中缺少一种充分利用具有良好超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒及其共振光散射技术测定环境污染物中的一些痕量重金属离子的金属离子传感器。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种检测重金属离子的传感器、其合成方法与应用。该重金属离子传感器是一种以具有良好的超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒为载体的可以循环使用的检测重金属离子的传感器，该重金属离子传感器具有良好的超顺磁性，可以循环使用，具有巨大的潜在市场效益。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种检测重金属离子的传感器，由超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒、链霉亲和素、生物素和脱氧核苷酸序列组成，其中，超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒与链霉亲和素连接，链霉亲和素与生物素连接，生物素与脱氧核苷酸序列连接，所述脱氧核苷酸序列为富含能与金属离子特异性结合的碱基的脱氧核苷酸序列。

所述超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的大小为30nm以下。优选的，所述超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的大小为20nm。

所述脱氧核苷酸序列为富T序列、富C序列或富G序列。富T序列指的是：含有碱基胸腺嘧啶较其他的碱基多的特定的脱氧核苷酸序列，同理富C序列指的是含有碱基胞嘧啶较其他的碱基多的特定的脱氧核苷酸序列，富G序列指的是含有碱基鸟嘌呤较其他的碱基多的特定的脱氧核苷酸序列。

所述富T序列可以为TATTTTATTTTATA和TATATTTTATTTTA或CGCGCGCGTTTTTT和TATATATATTTTTT，所述富C序列可以为TACCCTACCCTATA和TATACCCTACCCTA，所述富G序列可以为TATGGGTAGGGTAT和CGCGGGTAGGGCGC。

上述的检测重金属离子的传感器的合成方法（如图1所示），包括如下步骤：

（1）将超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上键合链霉亲和素；将相应的脱氧核苷酸序列修饰生物素；