基于T-Hg^(2+)-T结构的Hg^(2+)生物传感器研究进展

Hg^(2+)不仅污染环境,还会引发多种疾病,危害人体健康.因此,实现对Hg^(2+)的快速灵敏检测十分必要.传统的Hg^(2+)检测方法存在一定的局限性,而基于T-Hg^(2+)-T结构的汞离子生物传感器具有高特异性、高稳定性的优势,近些年得到广泛研究和应用.本文简要介绍了T-Hg^(2+)-T结构的概念和特点,并从荧光型、比色型和电化学型3个方面综述了基于T-Hg^(2+)-T结构的汞离子生物传感器的研究进展,对未来的发展前景进行了展望.

镊子型dsDNA稳定的纳米金光度法快速检测Hg^(2+)的研究

利用Hg2+对胸腺嘧啶(T)T-T错配的特异性结合,建立了一种利用盐诱导金纳米粒子聚集的比色定量检测Hg2+离子的方法。设计了一种镊子型dsDNA,其一半为互补碱基形成的双螺旋结构,另一半为T-T错配。错配部分保持单链状态吸附在纳米金表面,使纳米金的稳定性增强,抑制盐诱导的纳米金团聚。当存在Hg2+时,"T-Hg2+-T"结构的形成导致错配部分形成双链,纳米金去保护在盐诱导下发生团聚。溶液颜色由红变蓝,紫外-可见光谱的最大吸收峰由520 nm红移至620 nm。在优化条件下,吸光度的比值(A620/A520)与Hg2+的浓度在5.0×10-8~5.0×10-7mol/L范围内呈良好线性关系,检出限达3.0×10-8mol/L。研究了Ca2+、Mg2+等常见离子的干扰,结果表明该方法具有良好的选择性。由于镊子型dsDNA的独特结构,使得纳米金的团聚在Hg2+加入后的数秒内发生,1 min内达到平衡,大大加快了分析速度。

基于光诱导电子转移荧光传感器检测土壤中的Hg^(2+)

基于脱氧鸟苷(G)与荧光染料发生光诱导电子转移,以及Hg2+与胸腺嘧啶(T)形成"T-Hg2+-T"结构的原理,建立一种简单、灵敏的荧光传感器检测土壤中Hg2+。实验考察了FAM标记的凝血酶适配体与其含G碱基互补DNA浓度比、互补DNA序列长度、稳定时间等因素对检测灵敏度的影响。在优化实验条件下,方法的线性范围为5.0×10-11~5.0×10-9 mol/L,检出限可达0.02nmol/L。Ca2+、Mg2+等常见阳离子对Hg2+的检测不产生干扰,方法具有良好的选择性。该传感方法无需使用有机染料或纳米材料作荧光猝灭剂,降低了实验成本,简化了操作过程。

聚胸腺嘧啶单链DNA-CuNCs荧光增强法用于汞离子的高灵敏检测

基于Hg^(2+)与DNA中胸腺嘧啶(T)结合的高度特异性和DNA铜纳米簇的荧光增强性质,构建了一种简便、灵敏检测汞离子的新方法.当Hg^(2+)存在时,聚T单链DNA(P1)通过T-Hg^(2+)-T特异性结合形成双链DNA,Cu^(2+)经抗坏血酸钠还原后生成的中间体Cu+与双链DNA螺旋结构间的氢键部分有强的结合力,促使Cu0附着聚集在双链DNA上形成铜纳米簇,导致体系荧光增强,从而实现对汞离子的高灵敏检测.体系荧光强度与Hg^(2+)浓度的对数值成正比,对Hg^(2+)检测的线性范围为1.0 nmol/L^10μmol/L,检出限达0.4 nmol/L,对湖水样品中Hg^(2+)检测的回收率达到97.2%~106.6%.与传统方法相比,该方法具有无需标记、检出限低及选择性好等优点,可用于环境水体中汞离子的测定.

基于DNA发夹结构的新型汞离子生物传感器

基于T-Hg2＋-T特异性结合作用,利用实时荧光定量PCR技术的高灵敏性和高选择性,建立了测定汞离子的新方法。在最佳实验条件下,CT值与汞离子的浓度有很好的线性关系,其线性范围为5~150 nmol/L,检测限为3 nmol/L,其回收率为95%~107%,标准差〈5%。该方案可用于水样品中汞离子的检测。

基于胸腺嘧啶-汞离子(Ⅱ)配位作用的汞离子(Ⅱ)检测技术的研究进展

通过胸腺嘧啶-汞离子(Ⅱ)-胸腺嘧啶(T-Hg2+-T)特异性配位结构的形成,汞离子(Ⅱ)可以稳定寡聚核苷酸中胸腺嘧啶-胸腺嘧啶(T-T)错配杂交,利用这种特殊原理可以高灵敏度、高选择性地检测汞离子(Ⅱ)。探讨了基于该机理的汞离子(Ⅱ)检测技术研究进展,该类技术在实时环境监测方面的应用具有很可观的潜力。

荧光猝灭法快速检测水样中的汞离子

快速、灵敏定量环境水样中的汞离子(Hg2+)对水质监测和人体健康有十分重要的意义。本研究利用富含胸腺嘧啶碱基(T)的DNA,发展了一种灵敏的荧光分析法,实现了Hg2+的快速检测。首先,在DNA两端各修饰一个发光基团(6’-FAM)和猝灭基团(BHQ1)。在Hg2+存在时,相对的两个T碱基与Hg2+通过金属配位形成T-Hg2+-T结构,从而使ss DNA形成ds DNA,DNA的结构变化会使发光基团和猝灭基团距离靠近,从而猝灭发光基团的荧光,实现对水样中Hg2+的定量分析。对Hg2+的检测浓度在10~100n M范围内呈线性相关,所用方法检出限为2.0n M(MDL=3σ/S)。

无标记增强型检测Hg^(2+)的荧光DNA传感器

基于Hg2+与T–T错配碱基对能特异性结合形成T-Hg2+-T结构以及结晶紫(CV)与单、双链DNA作用后荧光信号的差异,构建了一种荧光增强型检测Hg2+的DNA生物传感器。实验考察了不同序列DNA及溶液的pH、DNA与CV浓度比、稳定时间等因素对灵敏度的影响。在优化的条件下体系荧光效率和Hg2+浓度在2～40 nmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.7 nmol/L。并且高浓度的Ca2+,Mg2+等常见金属离子对Hg2+的检测没有干扰。方法为重金属Hg2+的检测提供了一个较好的荧光分析方法。

基于等离子激元耦合效应的高灵敏汞离子传感器

提出了一种基于单颗粒光谱技术,能够高灵敏检测汞离子的新方法,原理是基于汞离子诱导的纳米金自组装过程.在两种不同大小的纳米金表面分别修饰两段富含T碱基的DNA序列,当Hg^(2+)存在时,两段DNA序列自发形成双链结构,导致小金球能够在大金球表面自组装成核-卫星纳米金结构,这一过程伴随着纳米颗粒散射光颜色和散射峰位置的变化,变化的程度与Hg^(2+)浓度具有相关性,依托单颗粒光谱技术极高的检测灵敏度,该方法可以实现pmol/L级的检测.