探针集成功能核酸修饰电极在湖水水样中铅离子检测中的应用的制作方法

本发明涉及一种探针集成的功能核酸修饰电极直接电化学检测铅离子方法。

背景技术：

铅离子是常见的一种有害重金属离子，其监测/检测对人类健康和环境监测都有着十分重要的意义。过去几十年中，人们已经发展了如原子吸收/发射光谱、荧光光谱、质谱、光子晶体等多种方法对铅离子进行监测/检测。近年来，美国陆艺研究小组通过体外筛选技术获得了对铅离子敏感的功能核酸17ednazyme，他们以17ednazyme作为铅离子识别元件，用金纳米粒子作为传感元件，开发了比色传感器检测铅离子(liu,j.;lu,y.,natureprotocols2006,1,246-252.)。wang小组基于17ednazyme与和双链dna荧光分子螯合染料picogreen发展了免标记的荧光传感器检测铅离子(zhang,l.;han,b.;li,t.;wang,e.,chemicalcommunications2011,47,3099–3101.)。随后，yin小组基于17ednazyme发展了电化学发光传感器检测铅离子(gao,a.;tang,c.;he,x.;yin,x.,analyst,2013,138,263–268)。因此利用铅离子敏感的功能核酸17ednazyme检测铅离子受到了国内外专家的广泛关注。

由于荧光检测、紫外检测以及电化学发光检测都需要比较庞大、贵重的检测仪器，因此这些方法不适用于一些比较简陋的工作场所及野外作业的场合。电化学检测方法由于具有灵敏度高、操作简单快速、成本低、能耗低、易于仪器化等优点，因而受到研究人员的日益青睐。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种选择性好、灵敏、简便、快速的探针集成的功能核酸修饰电极直接电化学检测铅离子方法。

本发明的技术解决方案是：

一种探针集成的功能核酸修饰电极直接电化学检测铅离子方法，其特征是：将探针集成的功能核酸修饰电极浸入加有待测铅离子的缓冲液20~30分钟，取出洗涤并在0.1m的naclo4电解质溶液中进行dpv测定，根据在0.1～0.6v范围内扫描记录的dpv峰电流信号的变化率来计算样品中的铅离子浓度；所述缓冲液是ph7.5、含140mmnacl和5mmkcl的20mmtris-hcl溶液；

所述探针集成的功能核酸修饰电极由以下方法制备得到：将金纳米粒子修饰电极置于加有1μm巯基修饰的17ednazyme的缓冲溶液中自组装10~18小时；所述缓冲液是ph7.5、含140mmnacl和5mmkcl的20mmtris-hcl溶液；取出电极用所述缓冲溶液清洗，再将电极置入到加有1mm巯基己醇的上述缓冲溶液中钝化1-3小时，用同样的缓冲溶液清洗除去未组装的巯基乙醇；最后将电极转移到含有1μm的底物17ds溶液中组装10~18小时；所述底物17ds的3’端修饰二茂铁探针分子；再用上述缓冲溶液洗涤电极2-3次，得到探针集成的功能核酸修饰电极。

探针集成的功能核酸修饰电极浸入加有待测铅离子的缓冲液25分钟。

将金纳米粒子修饰电极置于加有1μm巯基修饰的17ednazyme的缓冲溶液中自组装12小时。

最后将电极转移到含有1μm的底物17ds溶液中组装12小时。

本发明的有益效果为：

1.本发明采用功能核酸17ednazyme作为铅离子检测的识别分子，选择性好，对环境无二次污染。

2.采用电化学方法检测，具有灵敏度高、仪器简单、操作简单快速、低成本和低能耗等优点。

3.本方法采用探针与底物链17ds整合的方法，集成到电极表面，检测过程中无需在电解质溶液中添加额外的电化学探针试剂，电极的整合度高，功能性强，检测便利性提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明中对不同浓度铅离子检测过程中测定的修饰电极的dpv曲线变化图。

图2是本发明的修饰电极对铅离子检测的标准工作曲线图。

具体实施方式

(1)探针集成的功能核酸修饰电极的制备

将金纳米粒子修饰电极置于加有1μm巯基修饰的17ednazyme的缓冲溶液中自组装12小时；所述缓冲液是ph7.5、含140mmnacl和5mmkcl的20mmtris-hcl溶液；取出电极用所述缓冲溶液清洗，再将电极置入到加有1mm巯基己醇的上述缓冲溶液中钝化2小时，用同样的缓冲溶液清洗除去未组装的巯基乙醇；最后将电极转移到含有1μm的底物17ds溶液中组装12小时；所述底物17ds的3’端修饰二茂铁探针分子；再用上述缓冲溶液洗涤电极3次，得到探针集成的功能核酸修饰电极。

（2）湖水水样中铅离子的检测

将制备好的修饰电极浸入到一系列加有不同浓度的铅离子标准水样的缓冲溶液中浸泡25min后，用上述缓冲溶液清洗电极2次；以0.1m的naclo4作为支持电解质溶液，进行dpv扫描测试，测试参数为：调整时间为50ms，间隔时间为0.5s，调制振幅为50mv，阶跃电势为5mv，扫描范围为0.1～0.6v。以dpv峰电流为纵坐标，铅离子浓度为横坐标，绘制标准工作曲线，如图2所示。

采用湖水作为实际样品，湖水经过活性炭脱色后用0.22μm滤膜过滤，再以15000转/min离心后，取上清液进行测定。将50μl处理好的湖水水样加入到上述缓冲溶液中，按照上述测定步骤操作，测定其dpv峰电流，根据dpv峰电流变化率(i0-i)/i0，由标准曲线拟合的线性方程可以计算出水样中铅离子浓度为327pm。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种探针集成功能核酸修饰电极在湖水水样中铅离子检测中的应用，将探针集成的功能核酸修饰电极浸入加有待测铅离子的缓冲液20~30分钟，取出洗涤并在0.1 M的NaClO4电解质溶液中进行DPV测定，根据在0.1～0.6V范围内扫描记录的DPV峰电流信号的变化率来计算样品中的铅离子浓度。本发明选择性好、灵敏、简便、快速。

技术研发人员：洪华;王海天;王超颖;张爱平;申晓萍;王红卫
受保护的技术使用者：中华人民共和国南通出入境检验检疫局
技术研发日：2016.05.31
技术公布日：2019.01.11