汞離子檢測的電化學DNA傳感器研究.pdf

1、近年來，水環境重金屬污染日益嚴重，給人類和環境造成了巨大的危害。重金屬污染的治理十分困難，應防范于未然。因此，對水環境重金屬離子的實時監測刻不容緩，對環境保護、健康醫療、食品監測等領域有著重要的意義。隨著微電子集成工藝及DNA分子技術的發展，新型的可用于現場快速檢測分析的重金屬傳感器受到人們的重視。本文基于電化學原理，構建了三種重金屬傳感器，實現對汞離子的檢測。結合交流阻抗分析技術及T-Hg2+-T錯配原理，構建了兩種用于檢測汞離子的電

2、化學DNA傳感器，具有檢出限低，靈敏度高，重復性較好等優點?；谖㈦娮蛹庸すに?，構建了一種基于微電極陣列的電化學傳感器，采用差分脈沖溶出伏安法實現對汞離子濃度的定量分析。
　　本文主要創新性工作如下：
　　1、設計檢測汞離子的雜交型DNA傳感器
　　深入研究了雜交型DNA傳感器的設計方法，通過將一端修飾巰基的DNA固定鏈自組裝到金電極表面，再與DNA探針鏈雜交，基于T-Hg2+-T錯配與DNA雜交原理，采用電化學阻抗法

3、實現對汞離子的檢測。由于探針鏈富含胸腺嘧啶，能與汞離子特異性結合形成T-Hg2+-T錯配結構并與固定鏈分離，引起電化學信號的改變。通過對ssDNA固定時間、MCH封閉條件及雜交溫度等實驗條件進行優化，不僅縮短了檢測時間，還提高了ssDNA固定的效果和檢測汞離子的性能。實驗結果表明，該傳感器的最低檢出限0.2nM，線性范圍為1-10nM。該傳感器的特點是利用DNA雜交和T-Hg2+-T錯配原理，實現了對汞離子的高靈敏度檢測。
　　2

4、、構建檢測汞離子的“發卡型”單鏈DNA傳感器
　　深入研究發卡型單鏈DNA傳感器的設計方法，通過將富含胸腺嘧啶的DNA單鏈固定到金電極表面，DNA鏈通過T-Hg2+-T錯配形成發卡結構，結合電化學阻抗分析技術，可檢測到由DNA結構變化導致的電化學信號的改變。研究并改進了DNA共固定的條件，優化了共固定中DNA與MCH的混合比例，實現對Hg離子的定量檢測。該傳感器的最低檢出限0.4nM，線性范圍為2-10nM，具有較好的重復性。

5、r>　　3、探索了一種基于微電極陣列的汞離子檢測的電化學傳感器
　　基于微電子加工技術，構建了一種基于微電極陣列的三電極電化學重金屬傳感器。該傳感器主要由金微電極陣列、銀電極和鉑電極組成。將金微電極陣列作為工作電極，鉑電極作為對電極，銀電極進一步加工作為參比電極，結合差分脈沖溶出伏安法，實現對重金屬汞離子的定量檢測。實驗結果表明，本文設計的微電極陣列可以實現對重金屬汞離子的高靈敏度檢測。若進一步結合DNA等生物材料，有望實現更高的