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摘要：本文将利用金纳米颗粒与DNA序列上的巯基特异性结合形成DNA-AuNPs探针，在汞离子存在时，DNA序列上的胸腺嘧啶与汞离子形成胸腺嘧啶–Hg2+–胸腺嘧啶（T-Hg2+-T）配位化学键。使两条原本不杂交的互补且含有多个胸腺嘧啶的单链DNA实现杂交，引起金纳米颗粒的聚集，从而颜色发生变化，达到在单颗粒水平上汞的检测。34662
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毕业论文关键词：金纳米颗粒、T-Hg2+-T配位键、检测
Detection of Mercury in the single particle level
Abstract: Taking advantage of the specific binding of –SH to Au, DNA modified Au nanoparticle probe is build. At presence of mercury ions, two partial complementary DNA fragments hybridize, which causes the aggregation of the Au nanoparticle probes. This is used to determine mercury ions at single particle level. Our results show the method is sensitive, specific, and suitable to detect real samples.
Keywords: Gold Nanoparticle; Thymine-Hg2+-thymine coordination chemistry; Detection
前言
近几年来，随着科学技术日新月异、迅猛发展的同时也带来了一些不可避免的问题，最为显著的就是环境污染中的重金属污染，从全球重金属的排放来看，汞的排放对环境的污染程度出现了不断增长的趋势［1］。汞是一种普遍存在的污染物，它存在于各种不同的形式中，并且具有不同的毒性。其中，溶剂化汞离子是汞的最稳定的无机形式，不仅是一种碱性物质，还是一种致癌材料，并且具有很高的细胞毒性。然而，最为常见的是甲基汞，甲基汞的有机源通过生物的生物链从而积累在人体中，直接造成大脑的永久性损坏［2］。因此，我们必须对汞离子的检测达到快速、有效、准确的要求，从而避免直接危及到人类的健康。
就目前来说，汞的检测方法有很多，然而大多数检测汞离子的传感器系统都是采用有机生色团或荧光团［1,2］，半导体纳米晶体［2］，蛋白质［3］，薄膜［4］，纳米颗粒［5］，循环伏安法，共轭聚合物［6,7］，寡核苷酸和DNA核酶［8］来检测汞离子。可是，大多数此类传感器系统，对灵敏度和选择性都有所限制。还有一些常规的检测汞的方法，如原子吸收光谱（AAS）［9,10］，原子荧光光谱（AFS）［11］和电感耦合等离子体质谱光谱（ICPMS）。它们都可以达到快速检测汞离子的目的，但在电感耦合等离子体质谱光谱的检测中，对技术人员的操作要求和仪器的昂贵程度，使得不能广泛应用于汞离子的检测中［12］。然而，随着纳米技术的不断发展，纳米材料也被运用于多功能的传感器系统中，进一步来达到检测汞离子的目的。不仅如此，金纳米颗粒还可以与DNA序列上的巯基结合形成DNA-AuNPs的探针，再与汞离子混合孵育，形成胸腺嘧啶-Hg2+-胸腺嘧啶(T-Hg2+-T)配位键，通过T-Hg2+-T配位键，来达到更为快速、有效、准确的检测汞离子，本文就是基于此方法来检测汞。
实验部分
仪器：CCD（奥林巴斯，东京，日本）
DNA序列（上海生工合成）
先将载玻片浸入三甲氧基硅烷试剂中，0.5h之后，取出载玻片，用蒸馏水洗三遍，用吹风机吹干，以备用。
在烧杯中加入15ml AuNPs，再把备用的载玻片竖直插入烧杯中浸没0.5h，取出后用蒸馏水洗涤，然后再把载玻片竖直插入T1配体溶液的烧杯中，浸没0.5h之后，使载玻片竖直插入含有汞离子的T2配体溶液的烧杯中，浸没0.5h。
再从T1配体溶液中取出另一个载玻片竖直插入不含汞离子的T2配体溶液的烧杯中浸没0.5h，作为空白试验，取出烧杯中的载玻片，取2.5μlAu溶液滴在载玻片上，盖上盖玻片，并在暗场显微镜上观测。