基于GR-5DNAzyme的阻抗譜Pb2+檢測方法研究.pdf

1、隨著近代工業(yè)的高速發(fā)展，重金屬鉛的污染日益加重。由于鉛不能生物降解，在自然環(huán)境中通過植物或者動(dòng)物的吸收，生物鏈的不斷富集，最終進(jìn)入人機(jī)體內(nèi)，隨著時(shí)間推移不斷累積達(dá)到致病劑量，極大威脅著生態(tài)環(huán)境以及人類健康。雖然，目前存在多種檢測方法及手段，但都或多或少地存在一定的不足，因此，開發(fā)一種更為簡便低廉、快速高效的重金屬離子檢測方法具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。相對(duì)于傳統(tǒng)的分析方法，電化學(xué)阻抗譜技術(shù)由于具有簡單、免標(biāo)記、易于小型化等特點(diǎn)在現(xiàn)場分析檢測領(lǐng)域

2、具有較大的應(yīng)用前景，很適合用于上述鉛離子檢測方法的研發(fā)。
　　本文的主要研究內(nèi)容是利用鉛離子對(duì)GR-5 DNAzyme的特異性剪切能力，結(jié)合叉指電極具有制作簡單，易于小型化、無需復(fù)雜標(biāo)記就能放大信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)，探索基于GR-5 DNAzyme的阻抗譜鉛離子濃度檢測的新方法。具體如下：
　?。?）基于鉛離子對(duì)脫氧核酶的特異性剪切結(jié)合叉指電極對(duì)阻抗信號(hào)的放大特性，制作了基于脫氧核酶的阻抗譜傳感器。其中， GR-5 DNAzyme通過

3、Au-S固定到金叉指電極表面，當(dāng)有鉛離子存在時(shí)，基底鏈被剪切一分為二，導(dǎo)致叉指電極界面特性發(fā)生變化，引起阻抗變化，奈奎斯特圖記錄這種阻抗的變化，采用Zsimpwin軟件建立適當(dāng)?shù)牡刃щ娐纺Ｐ瓦M(jìn)行擬合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛離子的檢測。該傳感器對(duì)鉛離子具有良好的選擇性，對(duì)鉛離子的檢測限達(dá)1 nmol/L，線性范圍為1 nmol/L~100 nmol/L。該實(shí)驗(yàn)證明：將叉指電極與脫氧核酶結(jié)合用于鉛離子的檢測是可行的。
　?。?）為了降低制作成本

4、，本實(shí)驗(yàn)還采用了制作工藝成熟、成本低、易于量產(chǎn)的PCB叉指電極。利用Au-S將GR-5 DNAzyme固定在以PCB為基底的金叉指電極上，鉛離子的存在會(huì)剪切基底鏈，使得界面特性發(fā)生改變，利用波特圖記錄其阻抗幅值以及相位跟頻率之間的關(guān)系，并對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出阻抗幅值的變化情況與鉛離子濃度的關(guān)系，用以檢測鉛離子。該傳感器在10 nmol/L~100 nmol/L濃度范圍內(nèi)呈良好的線性，檢測下限為6.61 nmol/L（3倍信噪比），除

5、此之外還具有選擇性好、價(jià)格低廉、制作簡單以及易于量產(chǎn)、推廣等優(yōu)點(diǎn)。
　　（3）由于具有超順磁特性，磁納米顆粒在外磁場作用下磁化率會(huì)快速升高，與之對(duì)應(yīng)的磁導(dǎo)率也會(huì)迅速增大，因此感抗也隨之發(fā)生較大變化，從而使得檢測到的阻抗發(fā)生較大變化。本文利用電化學(xué)工作站提供交變電壓產(chǎn)生磁場，并利用電化學(xué)阻抗譜初步探索了磁納米顆粒的引入對(duì)叉指電極表面阻抗的影響。接下來的工作將進(jìn)一步探討磁納米顆粒發(fā)揮作用的影響條件，以期開發(fā)出高靈敏度、高選擇性的利用磁