纳米团簇生物传感器用于检测食品中铅离子
化学污染是影响食品安全的一个重要因素,其中重金属离子的检测是一个日益重要的课题。有毒重金属离子不但会造成严重的生态污染,而且可以通过食物链的富集最终进入人体,引发食源性疾病,严重危害人类健康。其中,重金属铅离子（Pb2+）不仅会对生态环境造成严重的污染,而且具有较大的生殖毒性和神经毒性,可破坏人体免疫系统,引发呼吸系统疾病,严重的可引起肾脏和心脏的慢性炎症,影响大脑发育。因此,开发可靠、超灵敏、高特异性的Pb2+传感器来实现食品中Pb2+检测具有重要的意义。在本论文中,我们成功地以DNA为模板合成了一种新型的荧光银纳米簇（DNA-AgNCs）,并以此单荧光团银纳米簇为基础构建了比率型荧光传感器,用于实现食品中Pb2+的超灵敏和特异性检测。在本论文的设计中,单链DNA模板银纳米团簇（G-DNA-AgNCs）呈现绿色荧光发射,通过与其互补的DNA链（R-DNA）杂交后形成双链DNA的银纳米团簇（ds-DNA-AgNCs）,可呈现红色荧光。其中ds-DNA-AgNCs中的R-DNA链包含Pb2+可切割的rA位点,因此在含有Pb2+的情况下,通过Pb2+的切割,特定的DNA片段会从ds-DNA-AgNCs中释放出来,破坏双链DNA的构象,导致DNA-AgNCs荧光信号从红光变为绿光。由于Pb2+能在一定时间内连续切割rA位点,使得红绿荧光信号转变被放大,可提高对Pb2+检测的灵敏度。该种比率型荧光纳米团簇生物传感器具有内置校正功能,不易受环境等不可预测因素的影响,可提高检测结果的准确度。引入单荧光团设计可消除耦合多个荧光团带来的检测程序复杂化等问题。此外,该生物传感器对Pb2+具有极好的选择性,对多种干扰金属离子无响应。进一步利用此纳米团簇生物传感器实现了湖水、自来水、蔬菜类食物和人血清样品中的Pb2+检测,在0.001 nmol/L至10 nmol/L浓度范围内呈现良好的线性关系,检测限低达1.0 pmol/L。该传感器在复杂食品样品的应用中存在巨大潜力,有望应用于现场实际样品检测。
- 作者：
- 王娇
- 学位授予单位：
- 天津科技大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2020年
- 导师姓名：
- 刘亚青；许勤虎
- 中图分类号：
- TP212.9；TS207.51；O657.3
- 关键词：
- 单荧光团；比率型荧光纳米传感器；DNA模板银纳米团簇；Pb2+检测
-
- 基金项目：
- 国家自然科学基金