一种超灵敏的水体中汞离子检测方法

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，尤其涉及一种超灵敏的水体中汞离子检测方法。

背景技术

汞污染问题已成为全球共同关注的环境与健康问题。汞离子(Hg

传统的Hg

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种超灵敏的水体中汞离子检测方法，所述水体中汞离子检测方法的步骤为：

步骤一：锥形聚合物纳米通道的制备；将厚度为12微米含有单径迹的PET膜在紫外光下照射12h，将照射后的PET膜贴在两个聚四氟乙烯的半电解池上，使电解池形成两个相互隔离的腔体，在一侧腔体中加入9M的NaOH作为蚀刻液，另一侧加入1M的HCOOH和1M的KCl作为蚀刻阻止液，并在两侧溶液中分别插入Pt电极，在两电极间施加1V的电压进行不对称蚀刻，蚀刻过程通过皮安计监测跨膜电流来控制，当跨膜电流达到0.1nA时，手动停止蚀刻程序，将稀释1M的NaOH作为蚀刻液加入到两个半电解池内，施加相同的1V的跨膜电压，当电流值达到1.8nA时，停止刻蚀，将PET膜取出，洗涤后备用；

步骤二：汞离子引发的杂交链式反应溶液的配制；将捕获探针DNA(H0)、辅助发卡DNA(H1，H2)用缓冲溶液分别稀释成100μM，将待测的含有汞离子的水体中加入含有10nM的捕获探针DNA与500nM的辅助发卡DNA的混合溶液，在37℃的水浴条件下反应2h；

步骤三：汞离子的检测；将锥形聚合物纳米通道的小口端一侧作为顺式腔，大口端一侧作为反式腔，分别向两侧腔体中加入1M的KCl溶液作为支持电解质，将两支Ag/AgCl电极分别对称地插入两侧腔体中进行反应，将反应后的Hg

步骤四：数据处理：使用Clampfit和origin软件对采集的电流信号数据中的脉冲频率、振幅、滞留时间及事件间隔进行分析，以确定待测样品中汞离子的含量。

优选的，所述紫外光的波长λ＝365nm。

优选的，所述锥形聚合物纳米通道的大口端孔径为360-400nm,小口端直径为6-8nm。

优选的，所述步骤二中的缓冲溶液由10mM的Tris-HCl、1mM的EDTA、400mM的NaCl、1mM MgCl

优选的，所述步骤三中向两侧腔体中加入1M的KCl溶液作为支持电解质，所述1M的KCl溶液中包含10mM的Tris-HCl，且所述1M的KCl溶液的pH值为7.0。

优选的，所述膜片钳放大器的采样频率为20kHz，所述滤波器频率为5kHz。

优选的，所述待测样品中汞离子的含量由脉冲频率对照频率-浓度线性范围图来确定。

优选的，所述频率-浓度线性范围图，是由一系列已知汞离子浓度的水样重复步骤一至四而获得的频率-浓度数据绘制而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明将杂交链式反应信号放大技术与纳米孔单分子检测技术相结合，有效地提高检测方法的灵敏度，在单分子水平上实现了对金属离子汞的超灵敏检测分析。

2、本发明根据Hg

3、本发明检测水体中汞离子的浓度具有简单、快速、低成本、高通量和无需标记的优点，可应用于水环境中汞离子的实时检测及汞离子毒理作用的研究。

附图说明

图1为本发明实施例中捕获探针DNA和辅助发卡DNA的DNA序列图；

图2为本发明实施例中不含Hg

图3为本发明实施例中含Hg

图4为本发明实施例中事件频率随Hg

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例：

本发明提供一种超灵敏的水体中汞离子检测方法，所述水体中汞离子检测方法的步骤为：

步骤一：锥形聚合物纳米通道的制备；将厚度为12微米含有单径迹的PET膜在紫外光下照射12h，所述紫外光的波长λ＝365nm，将照射后的PET膜贴在两个聚四氟乙烯的半电解池上，使电解池形成两个相互隔离的腔体，在一侧腔体中加入9M的NaOH作为蚀刻液，另一侧加入1M的HCOOH和1M的KCl作为蚀刻阻止液，并在两侧溶液中分别插入Pt电极，在两电极间施加1V的电压进行不对称蚀刻，蚀刻过程通过皮安计监测跨膜电流来控制，当跨膜电流达到0.1nA时，手动停止蚀刻程序，将稀释1M的NaOH作为蚀刻液加入到两个电解池内，施加相同的1V的跨膜电压，当电流值达到1.8nA时，停止刻蚀，将PET膜取出，洗涤后备用，制得锥形聚合物纳米通道，所述锥形聚合物纳米通道的大口端孔径为360-400nm,小口端直径为6-8nm；

步骤二：汞离子引发的杂交链式反应溶液的配制；将捕获探针DNA(H0)、辅助发卡DNA(H1，H2)用缓冲溶液分别稀释成100μM，缓冲溶液由10mM的Tris-HCl、1mM的EDTA、400mM的NaCl、1mM MgCl

步骤三：汞离子的检测；将锥形聚合物纳米通道的小口端一侧作为顺式腔，大口端一侧作为反式腔，分别向两侧腔体中加入1M的KCl溶液作为支持电解质，所述1M的KCl溶液中包含10mM的Tris-HCl，且所述1M的KCl溶液的pH值为7.0，将两支Ag/AgCl电极分别对称地插入两侧腔体中进行反应，将反应后的Hg

步骤四：数据处理：使用Clampfit和origin软件对采集的电流信号数据中的脉冲频率、振幅、滞留时间及事件间隔进行分析，以确定待测样品中汞离子的含量，所述待测样品中汞离子的含量由脉冲频率对照频率-浓度线性范围图来确定，所述频率-浓度线性范围图，是由一系列已知汞离子浓度的水样重复步骤一至四而获得的频率-浓度数据绘制而成。

具体的，如附图1所示，根据Hg

具体的，如附图2所示，在Hg

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

序列表

<110> 许昌学院

<120> 一种超灵敏的水体中汞离子检测方法

<140> 2020109993833

<141> 2020-09-22

<160> 3

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 50

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 1

gggttttgtt tcccctttct taacccagtc taggattcgg cgtgggttaa 50

<210> 2

<211> 48

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

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<211> 48

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

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