[发明专利]用于检测汞的电化学传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于检测汞的电化学传感器及其制备方法和应用，电化学传感器包括玻碳电极，探针P2和固定在纳米金粒子上巯基修饰的探针P3；玻碳电极的检测端表面修饰有碳掺杂类石墨烯相氮化碳，碳掺杂类石墨烯相氮化碳上沉积有纳米金粒子，巯基修饰的探针P1连接在所述纳米金粒子上，探针P2部分脱氧核糖核苷酸可与巯基修饰的探针P1部分脱氧核糖核苷酸互补配对形成双链结构，探针P1和探针P2中未配对的脱氧核糖核苷酸可与固定在纳米金粒子上巯基修饰的探针P3形成双链结构。其制备方法包括修饰碳掺杂类石墨烯相氮化碳、修饰纳米金、修饰探针P1等步骤。本发明的电化学传感器抗重金属离子干扰的能力强，可应用于检测汞离子。

技术领域

本发明涉及基因技术领域，尤其涉及一种用于检测汞的电化学传感器及其制备方法和应用。

背景技术

目前，测定环境中的污染物的方法主要有色谱法、紫外分光法、同步荧光光谱法、分光光度法、导数光度法、流动注射分析法等。这些方法都存在前处理复杂、耗时长、样品基体效应大、分析周期长等缺陷，对仪器和工作人员的操作水平均具有较高的要求，很难在中小型企业中推广应用。例如：采用分光光度法检测污染物时，由于对底物浊度的要求和光干扰物质的影响，限制了其精确性和使用范围；而采用液相和气相色谱法检测，检测前需要对样品进行分离，分离过程通常需要预处理，操作步骤比较繁琐和耗时，检测仪器相对昂贵，且不便携带，不能进行实时检测。

电化学生物传感器是基于生物有机成分(如酶、抗体、核酸、细胞、微生物等)，对待检物质进行专一的识别，产生的信号经过信号传导器转变为电信号、光信号，进而定量检测出待测物质的一项新技术。运用电化学生物传感器来检测环境中的重金属、病原微生物、有害有机物具有特异性强、检测灵敏度高、检测效率高、成本低廉的特点，因此成为了环境保护工作中的一个研究热点。

目前，科研人员通过利用各种新型材料修饰电化学传感器以提高电化学生物传感器的稳定性、重复性以及结构的可靠性。制作电化学DNA传感器的关键是如何高效地在金上固定DNA探针，并保持其的活性是传感器能够检测的前提。通常DNA探针在金表面固定的方法有通过修饰DNA探针与不修饰DNA探针直接固定两种方法。这些方法均存在固定不牢固、固定中使用各种亲和物质影响DNA的活性、以及容易使用到对环境有害的物质等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制作简单、稳定性好、灵敏度和检测精度高，抗环境中其他常见的重金属离子干扰的能力强的用于检测汞的电化学传感器，还相应提供一种电化学生物传感器的制备方法，以便通过一种工艺简单、制作迅速的制备方法使固定的DNA探针具有更好的稳定性和高活性的保持；在此基础上，还提供一种前述电化学传感器的应用，能够以简化操作、快速响应、高检测精度及较强抗干扰性强等特点实现对水体中铅的高效检测。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于检测汞的电化学传感器，包括一在三电极系统中用作工作电极的玻碳电极，所述玻碳电极的检测端表面修饰有碳掺杂类石墨烯相氮化碳，所述碳掺杂类石墨烯相氮化碳上沉积有纳米金粒子，巯基修饰的探针P1连接在所述纳米金粒子上，所述电化学传感器还包括探针P2和固定在纳米金粒子上巯基修饰的探针P3，所述探针P2部分脱氧核糖核苷酸可与所述巯基修饰的探针P1部分脱氧核糖核苷酸通过胸腺嘧啶-汞-胸腺嘧啶互补配对形成双链结构，所述探针P1和探针P2中未配对的脱氧核糖核苷酸可与固定在纳米金粒子上巯基修饰的探针P3通过碱基互补配对形成双链结构。

上述的电化学传感器，优选的，所述探针P1为具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；所述探针P2为具有SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列；所述探针P3为具有SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列。

上述的电化学传感器，优选的，还包括信号指示剂，所述信号指示剂镶嵌在所述探针P1与探针P2形成的双链结构、探针P1与探针P3形成的双链结构，以及探针P2与探针P3形成的双链结构中。