废水中重金属汞离子荧光法检测(2)

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本文中，通过研究氧化石墨烯对DNA双链和单链吸附能力的不同，研发了荧光法检测重金属Hg2+，单链DNA吸附到氧化石墨烯表面之后，因荧光共振能量的转移，荧光猝灭。然而，DNA与Hg2+特异性结合后，形成双链的DNA序列从氧化石墨烯的表面脱附，从而其荧光得以恢复。它可提供一种低成本，快速，灵敏和高选择性的方法，也证实了Hg2+在生物学和诊断学的未来前景。

1 材料与方法

1.1 实验仪器与试剂

DNA序列由上海生工生物工程技术服务有限公司合成（上海，中国）, DNA序列：5’-GTGTGTTGTGTCTGTTTGG-FAM-3’(P1)。所有试剂均仅为分析，水则为超纯水。

1.2 实验方法

1.2.1氧化石墨烯的合成

氧化石墨烯（GO）是根据Hummer的方法由石墨粉提取。石墨粉（1.0 g，325 mesh）放入冷硫酸（23 mL，0 °C）。再加入KMnO4（3.0 g），在搅拌的过程中要将温度控制在20 °C以下，加入高锰酸钾的操作完成之后，撤去冰浴，悬浮液在35 °C下搅拌30分钟。然后，缓缓加入超纯水（46 mL）。温度上升至98 °C，悬浮液在此温度下静置15分钟。加入温超纯水，在H2O2（1 mL，30%）的作用下，将悬浮液进一步稀释至140 mL。黄色悬浮液离心分离，用HCl反复冲洗（1:10）。最后将所得产物在60 °C干燥三天，可获得氧化石墨烯。

1.2.2 DNA 的荧光检测

不同浓度 Hg2 + 与P1 (1 μmol/L，20 μL) 孵育一段时间之后，加入石墨烯氧化物 (1 mg/mL，6 μL)。再使用PBS 缓冲液（ (10 mmol/L，pH 7.5，50 mmol/L氯化钠) ）将混合物稀释到 1000 μL并反应 40 分钟。使用 5301PC 荧光分光光度计(日本岛津) 和红外敏感探测器测定射频对混合物进行测量。从波长为 520 nm的发射光谱得到荧光强度。激发波长在 480 nm 被设置。狭缝宽度分别为 10 nm 励磁和10 nm 的发光。

2 结果与分析

2.1 荧光法Hg2+检测的机理

为基于氧化石墨烯平台检测Hg2+的荧光生物传感器的方案。P1具有单链结构，可以吸附在氧化石墨烯表面，使P1末尾3处的荧光分子接近氧化石墨烯而使得荧光猝灭。Hg2+的加入由于T-Hg2+-T的形成，从而形成双链结构，但这种结构更稳定的DNA不能很好的吸收在氧化石墨烯表面，DNA从氧化石墨烯表面脱附，荧光得以恢复。从而开发一种用于检测Hg2+元素的敏感的有选择性的方法。