专利名称：一种检测重金属离子的传感器、其合成方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测重金属离子的传感器、其合成方法、与其在光分析化学领域中的应用，特别是一种可以循环使用的以超顺磁性纳米颗粒为载体的传感器，合成方法与其在光化学分析领域检测汞、银、铅等重金属离子的用途。
背景技术：
随着工业技术的快速发展，越来越多的工业废水和生活污水进入水体。通常以离子态或胶状存在于水中，也有的以固体颗粒形式被破附在胶体上.如汞，铅，银，铬、锡等重金属离子和氰化物、洗像剂、农药等有机物以及放射性物质。污染物进入水体后，随着水流扩散传播甚广，往往导致严重的后果。水体中物质的组成非常复杂，元素周期表中的元素几乎均可在水体中发现。引起水体污染的物质多种多样，而且具有严重危害作用的重金属离子的污染则是水体污染的重要方面。水体中重金属离子在食物链中的富集系数可高达几万倍，一旦人们食用了这些含有大量有毒重金属的水生生物，如鱼、虾、贝类后，重金属离子就会在人体的一定部位积累起来，使人慢性中毒，危害人体。因此重金属离子成为最受注目的一类环境污染物。目前，世界各国无不把重金属离子含量列为重要的水体污染指标作为控制的重要内容。重金属的污染问题已成为当今世界各国共同关注的问题，国内外对重金属的处理方面的研究正在全面进行中。矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的重金属废水(含有汞、铅、银、铬、镉、铜、镍、锌等重金属离子)已是对水体污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。自从有生命的物质诞生在地球上之后，生物就在其生命活动中对外表现有微弱的·磁场.如今，利用人体内的经络磁场，磁性物质可以直接用于疾病的治疗。随着纳米材料技术的不断发展，制备出具有强磁性纳米氧化铁(商品名为菲立磁)，用于疾病的诊断。在众多的磁性材料中对铁磁材料的研究更为广泛，而在铁磁材料中又以具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的研究最普遍。以此同时，光散射技术是一门多学科的综合性技术，光散射技术在物理化学、胶体化学和高分子化学研究中具有十分重要的地位。共振光散射技术作为一种新的分析技术得到了越来越多的研究和应用，在蛋白质和核酸的研究与测定中显示了巨大的优势。已有研究表明，共振光散射技术在分析化学研究中具有广泛前景，这种光散射信号能十分灵敏地测定生物大分子。其中共振光散射技术分析法近年来在生物大分子及离子缔合物的分析中应用越来越广泛，可以用来检测重金属离子，蛋白质及核酸等，对生物技术的发展有着重要意义。采用共振光散射技术，方法简便，快速，灵敏度高，稳定性好，检出限低。现有技术中缺少一种充分利用具有良好超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒及其共振光散射技术测定环境污染物中的一些痕量重金属离子的金属离子传感器
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种检测重金属离子的传感器、其合成方法与应用。该重金属离子传感器是一种以具有良好的超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒为载体的可以循环使用的检测重金属离子的传感器，该重金属离子传感器具有良好的超顺磁性，可以循环使用，具有巨大的潜在市场效益。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案一种检测重金属离子的传感器，由超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒、链霉亲和素、生物素和脱氧核苷酸序列组成，其中，超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒与链霉亲和素连接，链霉亲和素与生物素连接，生物素与脱氧核苷酸序列连接，所述脱氧核苷酸序列为富含能与金属离子特异性结合的碱基的脱氧核苷酸序列。所述超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的大小为30nm以下。优选的，所述超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的大小为20nm。所述脱氧核苷酸序列为富T序列、富C序列或富G序列。富T序列指的是含有碱 基胸腺嘧啶较其他的碱基多的特定的脱氧核苷酸序列，同理富C序列指的是含有碱基胞嘧啶较其他的碱基多的特定的脱氧核苷酸序列，富G序列指的是含有碱基鸟嘌呤较其他的碱基多的特定的脱氧核苷酸序列。所述富T 序列可以为 TATTTTATTTTATA 和 TATATTTTATTTTA 或 CGCGCGCGTTTTTT 和TATATATATTTTTT，所述富 C 序列可以为 TACCCTACCCTATA 和 TATACCCTACCCTA，所述富 G 序列可以为 TATGGGTAGGGTAT 和 CGCGGGTAGGGCGC。上述的检测重金属离子的传感器的合成方法(如图I所示)，包括如下步骤( I)将超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上键合链霉亲和素；将相应的脱氧核苷酸序列修饰生物素；(2)利用链霉亲和素和生物素特异性结合的原理，将键合上链霉亲和素的三氧化二铁的纳米颗粒与用生物素修饰好的相应的脱氧核苷酸序列反应，形成重金属离子传感器。所述超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的合成方法为将浓度为O. 5mol/L 的(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20 水溶液 75mL 和浓度为 O. 5mol/L 的NH4Fe(SO4)2 · 12H20水溶液50mL混合均匀于三颈烧瓶中，超声脱氧。在搅拌速度为IOOOr/min、温度为55°C的条件下，匀速滴入浓度为2mol/L的NaOH溶液IOOmL,整个实验反应在N2的保护下进行。滴加完成后，保持温度继续搅拌30min，最后冷却到室温。反应完成后，磁分离，弃上清液，用体积分数为95%的乙醇洗涤3次，以除去未反应的离子。洗涤后，置于真空干燥箱中干燥得到Fe3O4颗粒。将Fe3O4颗粒置于马弗炉中380°C焙烧2小时，自然冷却至室温后，即得到Y-Fe2O3纳米粒子。所述将超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上键合链霉亲和素的方法为将Y -Fe2O3纳米粒子(即超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒)研磨均匀后重新分散于体积分数为95%乙醇中，制成浓度为4mg/mL的悬浊液；再滴加稀氨水溶解的正硅酸乙酯，然后再按摩尔量之比1:1的比例滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，这样就在具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的表层上面修饰上了氨基。然后把链霉亲和素与三氧化二铁的纳米颗粒的修饰物按两者的物质的量之比为4:1的比例在MOPS缓冲溶液室温下反应I小时，这样就成功的将具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上键合上链霉亲和素。
所述方法还包括以下步骤将反应得到的具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上面修饰好链霉亲和素后，将其用冻干机冻干，得到其固体，然后将其均匀分散于MOPS缓冲溶液中，制成质量浓度为5mg/mL的分散液，用于重金属离子传感器的组装。MOPS缓冲溶液的配制MOPs缓冲溶液是用初始浓度为20mM的3_(N_吗啉代)丙磺酸溶液和20mM的氢氧化钠溶液由酸度计配制而成。在室温25°C时，在30mL的浓度为20mM的3- (N-吗啉代)丙磺酸溶液不断加入18mL的20mM的氢氧化钠溶液，在磁子的不断搅拌下混合均匀，最后再加入12mL的超纯水。这样就配制成pH为7. 4，浓度为IOmM的MOPs缓冲溶液。所述将键合上链霉亲和素的三氧化二铁的纳米颗粒与用生物素修饰好的相应的脱氧核苷酸序列在缓冲溶液中反应I小时，这样就形成了测量重金属离子的传感器。 所述步骤(2)为
分别取20 μ L (微升)质量浓度为5mg/mL的已经修饰上链霉亲和素的磁性纳米颗粒两份，分别加入浓度为100 μ M (微摩)的用生物素修饰好的脱氧核苷酸序列链2. 12 μ L(微升)(分别是两条不同的富T的脱氧核苷酸链)，然后将两份溶液均稀释至2mL的缓冲溶液中，在室温下反应I小时；反应结束后，将两份溶液均匀地混合在一起，然后加入200 μ L摩尔浓度为IM的硝酸钠溶液，最后将溶液均稀释至2mL的缓冲溶液中，这样就组装好了汞 离子传感器。所述将相应的脱氧核苷酸序列上修饰生物素的方法，采用羟基取代的形式，即生物素取代DNA的5’末端上的磷酸基上的羟基。本发明还提供上述传感器在检测金属离子中的应用。所述金属离子为汞离子、银离子或铅离子。当金属离子传感器应用后，该金属离子传感器还可以重复使用。当重金属离子传感器组装制备好检测重金属后，放置24小时，向体系中加入与所检测金属离子的络合系数很大的络合剂，加入络合剂的浓度为体系中金属离子的摩尔浓度的百分之一。整个体系放置于磁分离器上24小时后，会看到清晰的磁微球被磁分离器紧紧地吸住的现象。小心地将上清液取出，加入硝酸钠溶液，使其浓度为O. Imol/mL，最后将整个体系稀释至2mL的缓冲溶液中，这样又组装好可以重复使用的汞离子传感器。以此类推，相同的情况下，汞离子传感器可以被重复使用7次。对于金属离子为汞时，络合剂为半胱氨酸。缓冲溶液优选MOPS缓冲溶液。本发明的脱氧核苷酸序列采用常规方法设计而成。在本发明的描述中，金属离子传感器的组装与金属离子传感器的合成表示同样的意思。本发明利用重金属离子与脱氧核苷酸序列中的特定碱基特异性结合的原理，设计了不同序列的脱氧核酸碱基序列，通过这种特异性的结合原理，组装用于检测不同离子的不同类型的传感器。本发明充分利用具有良好超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒及其共振光散射技术，测定环境污染物中的一些痕量重金属离子，适于在环境分析中应用。本发明基于氧化铁纳米颗粒良好的超顺磁性，并且选择一种与重金属离子络合系数大的络合剂，同时借助磁分离器，成功地达到了将重金属离子传感器循环使用的目的。该生物传感器在检测重金属离子方面具有很大的潜在应用价值及巨大的市场效益。并且方法制备简单，操作方便，最重要的是可以循环使用，大大地提高材料的利用率。


图I :本发明涉及的组装汞离子传感器的原理图；图2 :组装的汞离子传感器的使用情况，A+B代表按照最佳的优化条件组装好的汞离子传感器，A+B+lyMHg代表加入汞的浓度为I μ M后，静置24小时后加入半胱氨酸回收汞离子传感器的情形；图3 :在组装汞离子传感器时，磁性纳米颗粒的浓度对于共振光散射信号的影响；图4:在不同的pH条件下，随着汞离子浓度的不断增加，共振光散射信号的增长趋势；
图5 :在不同浓度的硝酸钠的情况下，随着汞离子浓度的不断增加，共振光散射信号的增长趋势；图6 :对组装的汞离子传感器的温度条件的选择；图7 (a):组装的汞离子传感器随着汞离子的浓度不断增加的共振光散射光谱；图7(b)组装的汞离子传感器的工作曲线示意图；图8 (a):当脱氧核苷酸序列分别为CGCGCGCGTTTTTT和TATATATATTTTTT时组装的汞离子传感器随着汞离子的浓度不断增加的共振光散射光谱；图8 (b):当脱氧核苷酸序列分别为CGCGCGCGTTTTTT和TATATATATTTTTT时组装的汞离子传感器的工作曲线示意图；图9 :组装好的汞离子传感器的选择性检测；图10(a):磁场情况下，汞离子传感器的重复使用次数；图10(b):不施加磁场采用离心处理的方式时汞离子传感器的重复使用次数。
具体实施例方式下面通过具体实例对本发明进行进一步的阐述，实施例中所用原料及试剂均为市
售产品。实施例I :可以循环使用的重金属离子传感器的合成方法(I)具有超顺磁性的三氧化二铁磁性纳米颗粒的合成。合成的具有良好超顺磁性的三氧化二铁的纳米颗粒的大小为20nm.。(我们通过检测，最终发现20nm的颗粒组合装的传感器的灵敏度远远大于与50nm的颗粒的传感器的灵敏度，所以最终采用合成20nm的三氧化二铁纳米颗粒来组装重金属离子传感器)具体的方法为将浓度为O. 5mol/L 的(NH4)2Fe (SO4)2 · 6H20 水溶液 75mL 和浓度为 O. 5mol/L 的NH4Fe(SO4)2 · 12H20水溶液50mL混合均匀于三颈烧瓶中，超声脱氧。在搅拌速度为IOOOr/min、温度为55°C的条件下，匀速滴入浓度为2mol/L的NaOH溶液IOOmL,整个实验反应在N2的保护下进行。滴加完成后，保持温度继续搅拌30min，最后冷却到室温.反应完成后，磁分离，弃上清液，用体积分数为95%的乙醇洗涤3次，以除去未反应的离子。洗涤后，置于真空干燥箱中干燥得到Fe3O4颗粒。将Fe3O4颗粒置于马弗炉中380°C焙烧2小时，自然冷却至室温后，即得到Y-Fe2O3纳米粒子。(2)将具有良好的超顺磁性的氧化铁纳米颗粒上键合链霉亲和素。具体的方法为将Y-Fe2O3纳米粒子研磨均匀后重新分散于体积分数为95%乙醇中，制成浓度为4mg/mL的悬浊液；再滴加稀氨水溶解的正硅酸乙酯，然后再按摩尔量之比1:1的比例滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，这样就在具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的表面上面修饰上了氨基。然后把链霉亲和素与三氧化二铁的纳米颗粒的修饰物按两者的摩尔量之比为4:1的比例在MOPS缓冲溶液室温下反应I小时，这样就成功的将具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上键合上链霉亲和素。将反应得到的具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上面修饰好链霉亲和素后，将其用冻干机冻干，得到其固体，然后将其均匀分散于MOPS缓冲溶液中，制成质量浓度为5mg/mL的分散液，用于重金属离子传感器的组装。(3)组装不同类型的重金属离子传感器。具体方法为具有超顺磁性的氧化铁纳米颗粒键合的脱氧核酸碱基序列的合成方法。在具有超顺磁性的氧化铁纳米颗粒上修饰链霉亲和素，在脱氧核酸序列上修饰生物素。利用链霉亲和素和生物素特异性结合的原理，成功的将脱氧核酸序列修饰在三氧化二铁纳米颗粒上。鉴于不同的金属离子与特定的碱基特异结合，可以通过更换碱基，更换脱氧核苷酸的序列来组装，可以检测不同的金属离子的传感器。然后将键合上链霉亲和素的三氧化二铁的纳米颗粒与用生物素修饰好的相应的脱氧核苷酸序列在MOPS缓冲溶液中反应I小时(脱氧核酸序列上修饰生物素采用羟基取代的形式，即生物素取代DNA的5’末端上的磷酸基上的羟基)，这样就形成了测量重金属离子的传感器。(4)传感器的重复利用利用颗粒大小为20nm左右的三氧化二铁的纳米颗粒的良好的顺磁性，传感器组装好以后自身就会聚集，便于回收。与此同时，在这种体系中加入与该金属离子络合系数比较大的络合剂(络合剂指的是能和一些金属离子特异性结合的一些大分子物质，本专利就是利用络合剂半胱氨酸与汞的络合系数比与胸腺嘧啶的络合系数大，从而成功的将汞离子·在T-Hg-T的稳定结构中将汞离子游离出来，而与络合剂稳定的结合在一起)，将该金属从组装好的传感器的体系中分离出来。同时借助磁分离器，成功达到了将组装好的传感器重复使用的目的。实施例2 :该重金属离子传感器的合成方法、其应用于汞离子的检测及其循环使用传感器的合成方法具体步骤如下( I)具有超顺磁性的三氧化二铁磁性纳米颗粒的合成。合成的具有良好的超顺磁性的三氧化二铁的纳米颗粒的大小为20nm。具体的方法同实施例I.(2)将具有良好的顺磁性的氧化铁纳米颗粒上键合链霉亲和素。具体的方法同实施例I
(3)组装可以循环使用的汞离子传感器。具体方法为因为金属离子汞与脱氧核苷酸序列中的胸腺嘧啶能够特异性的结合，形成T-Hg-T的稳定结构。所以通过设计不同的含有胸腺嘧啶的脱氧核苷酸序列来组装检测汞离子的传感器。将键合上链霉亲和素的三氧化二铁的纳米颗粒与用生物素修饰好的相应的脱氧核苷酸序列在缓冲溶液中反应I小时，这样就形成了测量重金属离子的传感器。具体步骤如下分别取20 μ L (微升)质量浓度为5mg/mL的已经修饰上链霉亲和素的磁性纳米颗 粒两份，分别加入浓度为100 μ M (微摩)的用生物素修饰好的脱氧核苷酸序列链2. 12 μ L(微升)(分别是两条不同的富T的脱氧核苷酸链)，然后将两份溶液均稀释至2mL的缓冲溶液中，在室温下反应I小时；反应结束后，将两份溶液均匀地混合在一起，然后加入200 μ L摩尔浓度为IM的硝酸钠溶液，最后将溶液均稀释至2mL的缓冲溶液中，这样就组装好了汞离子传感器。组装好的汞离子传感器的生物性能的使用情况如图2所示。(4)对组装好的汞离子传感器的实验条件进行优化A.三氧化二铁纳米颗粒的浓度大小的选择①取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的缓冲溶液中。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。②取40 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的缓冲溶液中。取40 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的缓冲溶液中。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。③取80 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的缓冲溶液中。取80 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的ΤΑΤΑΤΤΤΑΤΤΤΤΑ脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的缓冲溶液中。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后，绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。④取120 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的缓冲溶液中。取120 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的缓冲溶液中。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到20ρΜ，每一次都需要测试体系的共振光信号。根据在不同浓度的磁性颗粒中的所测得的共振光散射信号增强值(如图3所示)，分别将汞的浓度设定为I. OpM, 5. OpM, 10. OpM, 20. OpM0在每个汞的浓度下分别组装由质量浓度为O. 02mg/mL, O. 04mg/mL, O. lmg/mL, O. 2mg/mL的磁性纳米粒子在其他条件最优的情况下组装汞离子传感器，分别测其共振光散射信号。由实验数据说明在每个汞浓度下，均由O. lmg/mL的磁性纳米颗粒组装的汞离子传感器性能最佳。B.对缓冲溶液的选择①取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的ΤΑΤΤΤΑΤΤΤΤΑΤΑ脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的PBS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的PBS缓冲溶液中。将两个体系混合,然后加入汞的标准溶液使其浓度为40ρΜ，然后测量体系的共振光散射信号，获得增强值为216。②取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的Triss-Hcl缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的Triss-Hcl缓冲溶液中。将两个体系混合,然后加入汞的标准溶液使其浓度为40ρΜ,然后测量体系的共振光散射信号，获得增强值为302。③取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的ΤΑΤΤΤΤΑΤΤΤΑΤΑ脱氧核苷酸序列，加入IOOuL浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至Iml的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的MOPS缓冲溶液。
将两个体系混合,然后加入汞的标准溶液使其浓度为40pM，然后测量体系的共振光散射信号，获得增强值为517。④取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的CH3COOH-CH3COONa缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的CH3COOH-CH3COONa缓冲溶液。·
将两个体系混合,然后加入汞的标准溶液使其浓度为40ρΜ,然后测量体系的共振光散射信号，获得增强值为169。⑤取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的H3BO3-Na2B4O7缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的H3BO3-Na2B4O7缓冲溶液。将两个体系混合,然后加入汞的标准溶液使其浓度为40ρΜ,然后测量体系的共振光散射信号，获得增强值为208。根据加入相同汞的浓度(40ρΜ)，在不同的缓冲溶液中的共振光散射信号增强的高低(在五种缓冲溶液中信号分别增加216，302，517，169，208)，根据实验数据我们选择MOPS缓冲溶液。C.溶液的pH值①取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为6. 5的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为6. 5的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。②取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的ΤΑΤΤΤΤΑΤΤΤΤΤΑ脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为7. O的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为7. O的MOPS缓冲溶液。
将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。③取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列， 加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至Iml的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。④取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为8. O的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为8. O的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。⑤取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为9. O的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入100 μ L浓度为IM的硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为9. O的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。根据在不同的pH条件下的MOPS缓冲溶液中的共振光散射信号的增长趋势及其绘制的工作曲线的线性相关系数(图4所示)，我们选择MOPS缓冲溶液的pH值为7. 4。D.硝酸钠浓度的测定①取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，不加硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。
取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，不加硝酸钠溶液，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。②取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O.Olmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分 散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. 01mol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。③取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为0. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为0. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。④取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为I. 0mol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为I. Omol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，从IpM加到ImM，每一次都需要测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。
根据在不同的硝酸钠的浓度的MOPS缓冲溶液中的共振光散射信号的增长趋势及其绘制的工作曲线的线性相关系数(图5所示)，我们选择硝酸钠溶液的最佳浓度为
O.lmol/L。E.最佳温度的选择①取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。 取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，在10°C的环境下加汞的浓度固定为200μΜ，测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。②取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为0. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，在15°C的环境下加汞的浓度固定为200μΜ，测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。③取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为0. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为0. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，在20°C的环境下加汞的浓度固定为200μΜ，测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。④取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，在25°C的环境下加汞的浓度固定为200μΜ，测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。⑤取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。 取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，在30°C的环境下加汞的浓度固定为200μΜ，测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。⑥取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为0. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，在35°C的环境下加汞的浓度固定为200μΜ，测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。⑦取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为0. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为0. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。
将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，在40°C的环境下加汞的浓度固定为200μΜ，测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。⑧取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS 缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，在45°C的环境下加汞的浓度固定为200μΜ，测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。⑨取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATTTTATTTTATA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L,稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液中。取20 μ L质量浓度为5mg/mL已经修饰上链霉亲和素的三氧化二铁纳米颗粒的分散液，加入2. 12 μ L摩尔浓度为100 μ M已经被生物素修饰好的TATATTTTATTTTA脱氧核苷酸序列，加入一定量的硝酸钠溶液，使其浓度为O. lmol/L，稀释至ImL的pH为7. 4的MOPS缓冲溶液。将两个体系混合，然后按照标准加入法逐渐加入汞的溶液，在50°C的环境下加汞的浓度固定为200μΜ，测试体系的共振光信号。然后绘制共振光散射信号随着汞离子浓度的不断增加的二者之间关系的工作曲线。根据在不同的温度下的共振光散射信号与温度绘制的曲线(如图6所示)，通过图谱显示当温度为35°C时，在加入相同浓度的汞离子时共振光散射信号增加的最多，说明在35°C时该汞离子传感器的性能最佳。故选择在35°C最为组装传感器的最佳温度。这样就使组装好的汞离子传感器的性能达到了最佳。这时优化好的汞离子传感器的灵敏度很高，在汞的浓度达PM时(线性范围I. 0-80pM)反应就极其灵敏。其共振光散射信号的增长趋势和工作曲线如图7所示。图7(a)中显示了 由于共振光散射信号与所测物质的分子量成正比，随着汞离子浓度的不断增加，形成牢固稳定的T-Hg-T结构，所以共振光散射信号不断地增加；图7(b)中显示了 组装好的汞离子传感器的在汞离子的浓度为IpM-SOpM及其低的汞离子浓度时，所绘制的工作曲线的线性相关系数达99. 71%，同时证明了组装好的汞离子传感器及其灵敏，检测线很低。F.更换不同的DNA序列与此同时，我们更换了脱氧核苷酸序列，在已经探索的最佳的实验条件下得到了不同的工作曲线，实验结果如下脱氧核苷酸序列分别为CGCGCGCGTTTTTT和TATATATATTTTTT，其随着汞离子浓度的增加，共振光散射信号的增长趋势及工作曲线分别如图8所示(线性范围0.05-100μΜ)。图8(a)显示了 由于共振光散射信号与所测物质的分子量成正比，随着汞离子浓度的不断增加，形成牢固稳定的T-Hg-T结构，所以共振光散射信号不断地增加；图8(13):显示了组装好的汞离子传感器的在汞离子的浓度为
O.05-100 μ M时，所绘制的工作曲线，插图是O. 05-20 μ M汞离子对应的线性关系。(5)汞离子传感器的选择性对于已经优化好的汞离子传感器，需要进行选择性的检验。即本发明设计的组装重金属离子传感器的合成方法组装的重金属离子传感器只对一种特定的金属离子检测，而其他的金属离子即使是该金属离子浓度的100倍，仍然不会对该金属离子的检测造成影响(如图9所示)。以汞离子传感器的选择性检测为例用上述已经优化好的组装汞离子传感器的最 优条件，组装好汞离子传感器。将40pMHg2+，浓度均为I. O μ M的Al3+，Ba2+，Cd2+，Co2+，Mg2+，Mn2+，Ni2+，Zn2+，K+，Ca2+，Fe3+，Pb2+，and Cu2+.离子分别来测试其共振光散射信号。结果显示用本专利所涉及的合成重金属离子的方法合成的重金属离子，选择性良好。(6)汞离子传感器的重复使用因为组装汞离子传感器使用的是具有良好的超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒，放置24小时重金属离子传感器自身会发生聚集。所以当传感器组装好经过放置24小时后，向已经使用过的传感器体系中加入与汞的络合系数很大的络合剂-半胱氨酸，加入半胱氨酸的摩尔浓度为体系中汞离子的浓度的百分之一。整个体系放置于磁分离器上24小时后，会看到清晰的磁微球被磁分离器紧紧地吸住的现象。小心地将上清液取出，加入硝酸钠溶液，使其浓度为O. Imol/mL,最后将整个体系稀释至2mL的MOPS缓冲溶液中.这样又组装好了可以重复使用的汞离子传感器。以此类推，相同的情况下，汞离子传感器可以被重复使用7次。循环使用情况如图10(a)和图10(b)所示，图10(a)和图10(b)中每条折现上的起始点分别代表加汞前的共振光散射强度和加汞后的共振光散射强度。表明了离子传感器在重复使用时性能仍然最佳。实施例3 :该汞离子传感器的设计思路可以实施于其他重金属离子(如银离子、铅离子等)的检测通过变换生物素修饰的DNA链的序列，实现该传感器检测多种重金属离子的使用价值。例如将连接磁性颗粒DNA序列和与其部分互补的序列分别换成TACCCTACCCTATA和TATACCCTACCCTA，基于银离子与胞嘧啶(Cytosine，C)可以形成稳定的C-Ag-C结构，可以对银离子进行特异性检测；将DNA序列分别换成含有鸟嘌呤(Guanine，G)较多的两条链(富G序列)TATGGGTAGGGTAT和CGCGGGTAGGGCGC，基于铅离子可以促使富G序列的DNA链形成四联体结构，铅离子通过进入四联体的中心离子通道使该结构稳定，从而检测铅离子。其他实验步骤，如传感器的组装，实验条件探索以及检测步骤和实施方法同上述实施例1-3。
权利要求
1.一种检测重金属离子的传感器，其特征是，由超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒、链霉亲和素、生物素和脱氧核苷酸序列组成，其中，超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒与链霉亲和素连接，链霉亲和素与生物素连接，生物素与脱氧核苷酸序列连接，所述脱氧核苷酸序列为富含能与金属离子特异性结合的碱基的脱氧核苷酸序列。
2.如权利要求I所述的检测重金属离子的传感器，其特征是，所述超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的大小为30nm以下。
3.如权利要求2所述的检测重金属离子的传感器，其特征是，所述超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒的大小为20nm。
4.如权利要求I所述的检测重金属离子的传感器，其特征是，所述脱氧核苷酸序列为富T序列、富C序列或富G序列。
5.如权利要求4所述的检测重金属离子的传感器，其特征是，所述富T序列为TATTTTATT TTATA 和 TATATTTTATTTTA 或 CGCGCGCGTTTTTT 和 TATATATATTTTTT，所述富 C 序列为 TACCCTACCCTATA 和 TATACCCTACCCTA，所述富 G 序列为 TATGGGTAGGGTAT 和CGCGGGTAGGGCGC。
6.权利要求1-5任一项所述的检测重金属离子的传感器的合成方法，其特征是，包括如下步骤 (1)将超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上键合链霉亲和素；将相应的脱氧核苷酸序列修饰生物素； (2)利用链霉亲和素和生物素特异性结合的原理，将键合上链霉亲和素的三氧化二铁的纳米颗粒与用生物素修饰好的相应的脱氧核苷酸序列反应，形成重金属离子传感器。
7.如权利要求6所述的合成方法，其特征是，所述将超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上键合链霉亲和素的方法为 将具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒研磨均匀后重新分散于体积分数为95%乙醇中，制成浓度为4mg/mL的悬浊液；再滴加稀氨水溶解的正硅酸乙酯，然后再按摩尔量之比1:1的比例滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷；然后把链霉亲和素与三氧化二铁的纳米颗粒的修饰物按两者的摩尔量之比为4:1的比例在MOPS缓冲溶液室温下反应I小时，就将具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上键合上链霉亲和素。
8.如权利要求6所述的合成方法，其特征是，所述方法还包括以下步骤将反应得到的具有超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上面修饰好链霉亲和素后，将其用冻干机冻干，得到其固体，然后将其均匀分散于MOPS缓冲溶液中，制成质量浓度为5mg/ml的分散液，用于重金属离子传感器的组装。
9.如权利要求6所述的合成方法，其特征是，所述步骤(2)为分别取20yL质量浓度为5mg/mL的已经修饰上链霉亲和素的磁性纳米颗粒两份，各自分别加入浓度为100 μ M的两条不同的用生物素修饰好的脱氧核苷酸序列链2. 12μ L，在室温下反应I小时；反应结束后，将两份溶液均匀地混合在一起，然后加入200 μ L摩尔浓度为IM的硝酸钠溶液,最后将溶液均稀释至2mL的缓冲溶液中，这样就组装好了汞离子传感器。
10.权利要求1-5任一项所述的传感器在检测金属离子中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种检测重金属离子的传感器，由超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒、链霉亲和素、生物素和脱氧核苷酸序列组成，其中，超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒与链霉亲和素连接，链霉亲和素与生物素连接，生物素与脱氧核苷酸序列连接，所述脱氧核苷酸序列为带有能与金属离子特异性结合的碱基的脱氧核苷酸序列。合成方法将超顺磁性的三氧化二铁纳米颗粒上键合链霉亲和素；将相应的脱氧核苷酸序列修饰生物素；将键合上链霉亲和素的三氧化二铁的纳米颗粒与用生物素修饰好的相应的脱氧核苷酸序列反应，形成重金属离子传感器。上述传感器在检测金属离子中的应用。本发明制备简单，操作方便，最重要的是可以循环使用，大大地提高材料的利用率。
文档编号G01N21/49GK102914517SQ20121038886
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者申铜飞, 岳巧丽, 刘继锋 申请人:聊城大学