檢測汞離子的仿細(xì)胞膜生物傳感器的研制及其性能研究.pdf

1、汞是一種即使在濃度非常低的條件下也具有高度毒性和生物積累性的重金屬元素。一旦釋放到環(huán)境中,不可降解,只能被稀釋或者轉(zhuǎn)換。汞對人類的損傷非常可怕,它可以在人的大腦,腎臟,和一些器官中聚集。因此發(fā)展一項(xiàng)快速靈敏的方法檢測環(huán)境中的汞離子十分重要。
　　目前,大量的分析方法已經(jīng)應(yīng)用于檢測Hg2+中,通常用于分析Hg2+的方法有儀器分析法、熒光探針檢測法以及電化學(xué)傳感器等。但是,在實(shí)際應(yīng)用中,這些方法都有一定的局限性,比如儀器分析法通常需要

2、對樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理工作;許多熒光探針在制備過程中需要苛刻的反應(yīng)條件,在應(yīng)用于檢測時水溶性不好,容易受到其他金屬離子的干擾;電化學(xué)傳感器容易受到溫度的影響,在進(jìn)行檢測前需要穩(wěn)定電壓;最重要是這些方法檢測的時間過長,無法實(shí)行在線快速檢測。
　　二氧化硅一直是生物礦化模擬的熱門對象。傳統(tǒng)方法來合成二氧化硅納米粒子經(jīng)常需要許多如高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等苛刻條件。而通過仿生學(xué)原理為制備二氧化硅納米粒子開辟了一個新天地。本課題明確引入仿生學(xué)概念

3、,以生物礦化為機(jī)理,通過模擬礦物質(zhì)在生物體內(nèi)形成的過程,指導(dǎo)熒光二氧化硅納米粒子的合成。
　　稀土元素例如Tb、Eu具有許多優(yōu)勢。由于具有優(yōu)良光學(xué)性,已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于超靈敏的生物分析法中,本文制備了一種基于Tb的新型仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的納米傳感器,通過熒光淬滅的原理,實(shí)現(xiàn)對Hg2+的檢測。首先了通過利用氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)使二氧化硅納米粒子修飾上氨基,通過氨基可以將金屬螯合劑乙二胺四乙酸(EDTA)修飾到二氧化硅納米粒子表面

4、。EDTA可以與稀土元素Tb配位,形成[Tb(EDTA)(H2O)3]復(fù)合物。這時納米粒子并沒有熒光強(qiáng)度。當(dāng)納米粒子與羧酸鈣鹽(CaDPA)接觸時,DPA會與[Tb(EDTA)(H2O)3]復(fù)合物中的水競爭,將水替換下來,從而形成[Tb(EDTA)(DPA)]結(jié)構(gòu),此時熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。當(dāng)Hg2+出現(xiàn)時,Hg2+把Tb3+替換下來,從而形成了[Hg(EDTA)(DPA)]復(fù)合結(jié)構(gòu),導(dǎo)致基于鋱的納米粒子熒光發(fā)生淬滅。通過向納米粒子傳感器中