[发明专利]一种铅离子的荧光检测探针

说明书

 

技术领域

    本发明属于纳米应用技术领域，具体涉及一种铅离子荧光检测探针及其应用方法，以及该荧光探针在水溶液中的选择性地识别重金属铅离子的应用。

背景技术

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，国家总量控制的重金属主要有五种，即汞、铬、镉、铅和类金属砷（汞Hg；铬Cr；镉Cd；铅Pb；砷As），具有显著的生物毒性。重金属污染的主要特点：污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解，并可能通过食物链不断地在生物体内富集，对食物链中某些生物产生毒害，或最终在人体内蓄积而危害健康。

其中，铅是一种普遍的环境中重金属，具有高毒性，它以不同的形式存在（金属离子，有机、无机盐或化合物），由于铅是不可降解的，因为，它会在环境中是持久存在的，必然会对植物和动物产生毒害，并进一步对人体健康造成严重的不良影响 （参考文献：Shen L, Chen Z, Li Y H, et al. Electrochemical DNAzyme Sensor for Lead Based on Amplification of DNA?Au Bio-Bar Codes [J]. Anal. Chem. 2008, 80 (16): 6323–6328. Li Y, Chen C, Li B, et al. Elimination efficiency of different reagents for the memory effect of mercury using ICP-MS [J]. J. Anal. At. Spectrom. 2006, 21 (1): 94–96.）。铅对神经、血液、消化、血管和肾脏均有毒性。环境中的铅经食物和呼吸途径进入人体，引起消化、神经、呼吸和免疫系统急性或慢性毒性影响，通常导致肠绞痛、贫血和肌肉瘫痪等病症，严重时可发生脑病甚至导致死亡的现象。

重金属铅进入人体的途径主要有三种，分别是吃的食物、水和大气。而水体中重金属污染最为突出。重金属污染也是危害最大的水污染问题之一。国家环保部的调查显示，我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达80.1%。针对重金属污染的特点，对其发现和检测是致关重要的，因此，对人们日常生活的环境进行重金属离子进行例行的检测及监测，应对突发事件，日常对河或大的水体环境监测检验和评估水体中提供的食物安全是至关重要的。因而，实现环境领域或生物体中的铅离子的实时检测和以及原位快速检测，并且达到高的灵敏度具有十分重要的意义。

对于金属离子的检测，传统的方法电感偶合等离子体法（ICP）和原子吸收光谱法都是十分有效的，但是它们除了需要大型仪器以外，还需大量样品。此外还有利用络合剂和与离子形成有色络合物进行比色测定的方法，但其灵敏度低，重现性差，现在一般很少采用。荧光分子探针技术应用于过渡金属及重金属离子的检测，可实现原位检测，但很多荧光探针通常在有机溶剂中有较好的检测效果，而在水溶液中有一定的局限性。近年来，使用核酸适体（适配子）或DNA酶等作为功能化试剂来与金纳米簇制备探针，用于检测Pb²⁺ [Xue X J, Wang F, Liu X G, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3244–5; Liu C W, Hsieh Y T, Huang C C, Lin Z H, Chang H T, Chem. Comm. 2008, 2242–4.] 等重金属离子，可以达到较好的灵敏度和选择性，但由于DNA和酶造价较高，不能成为普遍应用的选择。具有强荧光性质的量子点（CdSe, CdTe等）［Wu P, Yan X P, Chem. Commun., 2010, 46, 7046–7048.］可作为用于检测重金属离子的荧光探针，但由于镉是重金属，具有毒性，因此应用范围也受到了限制。

针对以上问题，我们研究了一种利用功能化的纳米金簇簇用为荧光探针来检测重金属离子的方法。本发明提供一种操作简单、快速定量检测重金属离子铅的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在水溶液中检测重金属铅离子的荧光检测探针。

本发明的另一目的是提供一种铅离子荧光检测探针在重金属离子检测中的应用方法。