[发明专利]一种检测水质中重金属铅、汞的适配体电化学传感器的制备方法

说明书

本发明公开一种可检测水样中铅、汞两种重金属的电化学传感器的制备及使用方法。本发明用于含铅汞水样的检测的电化学传感器是以纳米银为修饰材料涂覆在玻碳电极表面，利用适配体中巯基与纳米银的Ag‑S键结合、T‑Hg²⁺‑T结合汞离子、适配体识别铅离子以及外切酶剪切的性质来检测。利用本发明的传感器进行检测，可以根据检测结果中铅汞的电流峰值的变化情况判定被检水样中是否含有靶标离子。本发明的优点是：传感器通过外切酶的加入实现对铅离子的循环信号放大检测；传感器通过T‑Hg²⁺‑T结合汞离子，提高汞离子检测的稳定性；传感器成本低廉，检测操作简单；传感器为可重复利用的玻碳电极，可对两种重金属进行分别定性与定量测定；具有较高的检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种电化学传感器和这种传感器的制备方法以及使用方法，属于电化学传感器技术领域。

背景技术

随着工业化水平的不断推进，水体污染问题日益凸显出来，而在众多的水体污染源种，重金属污染已经成为当今最重要的水体污染；水作为人类赖以生存的基本物质，是人类社会可持续发展不可或缺的物质基础；水体中重金属污染来源广泛，主要来源于电镀工业、机械加工业、矿山开采业、钢铁生产业和生活垃圾处理等行业，面对日益恶化的水环境，保护水环境、防止水污染、治理水污染已经在全人类达成共识；水体中的重金属污染大多是点性污染，不能被微生物分解，且易被生物体富集，重金属随着食物链的传递进入人体，损害人体健康；铅是一种严重危害人体健康的重金属元素，由于铅是蓄积性的中毒，只有当人体中铅含量达到一定程度时会对机体的血液系统、神经系统产生严重的损害，尤其是对儿童健康和智能的危害产生难以 逆转的影响；汞是一种剧毒非必需元素，广泛存在于各类环境介质和食物链中，汞离子对肾脏和毛细血管均有损害作用；所以开发一种便捷、高效、快速和实用重金属污染的分析方法，特别是检测铅和汞等重金属元素的方法为当前的研究热点，这一工作对保护生态环境、维护食品安全、提高食品质量具有重要的理论和实际意义。

发明内容

重金属的检测技术：目前通常使用的重金属检测方法一般有化学检测法和仪器分析检测法；化学检测法通常是将待测样品与某种化学试剂直接发生化学反应，通过生成物的颜色，生成物在溶液中的聚集状态来判断；重金属离子的定量检测一般包括原子吸收光谱法、紫外可见分光光度法、微谱分析、原子荧光法、电感耦合等离子质谱法等，这些分析方法都要求借助比较贵重的仪器，样品前处理工作比较繁琐，现场检测难度较大等；因此需要建立高效、灵敏、实用的重金属快速检测方法；与传统的分析方法相比，电化学适配体传感器具有待测的样品不用经过预先处理、分析速度快、操作系统检单、准确度高、专一性强、成本低等优点。

发明的目的在于提供一种能克服上述问题以及易制备、操作简单、灵敏度高、抗干扰性强、重现性、选择性及稳定性好，构建的电化学传感器在核酸外切酶Ⅰ的辅助下实现信号放大，提高检测的灵敏度，可分别检测水体中铅和汞两种重金属的电化学传感器的制备方法。

技术方案为：在经过预处理的玻碳电极上修饰纳米银（AgNPs），采用差分脉冲伏安法，记录电流电势曲线即可获得差分脉冲伏安图像；电流峰的大小即可分析电极上所含重金属的种类，汞离子通过T-Hg²⁺-T结构吸附在电极上，阻碍电极表面电流传递，所有以电流峰的大小与汞离子的浓度成反比，铅离子能够使S2适配体链游离出来，增大电极表面电子传递速率，所以电流峰的大小与铅离子的浓度成正比，通过电流峰的大小来对被测样品中的铅和汞进行定性定量研究。

所述的一种检测铅离子和汞离子的电化学适配体传感器的制备方法，其特征在于：玻碳电极（d=2mm）的清洗，电化学适配体传感界面的构建及过程表征（制备纳米银来修饰电极），电化学适配体传感器工作曲线的建立，电化学适配体传感器性能的检测，以及电化学适配体传感器对实际样品的检测。