本發(fā)明涉及汞離子檢測(cè)，尤其是指一種用于檢測(cè)痕量汞離子的探針及基于其的ecl檢測(cè)器。

背景技術(shù)：

1、目前，汞作為一種全球分布的重金屬，具有遠(yuǎn)期生物毒性效應(yīng)。汞對(duì)天然水體和水產(chǎn)品的污染已成為一個(gè)重大的環(huán)境安全問題，嚴(yán)重威脅著生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展和人類健康。即使在極微量濃度下，汞離子(hg2+)仍能在環(huán)境中積累，通過食物鏈傳遞，對(duì)野生動(dòng)物產(chǎn)生顯著影響,并可能會(huì)對(duì)人類神經(jīng)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。因此，高效、精確的汞離子檢測(cè)技術(shù)對(duì)于環(huán)境保護(hù)和公共安全至關(guān)重要。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(gb2726-2022)提出水產(chǎn)品中汞含量限值為0.5μg/g，這對(duì)環(huán)境中汞的準(zhǔn)確檢測(cè)提出了很高的要求，這一嚴(yán)格要求凸顯了準(zhǔn)確檢測(cè)環(huán)境中hg2+的重要性。

2、近年來，各種汞離子(hg2+)的檢測(cè)方法被報(bào)道，通常給出的檢測(cè)限(lod)為nm到μm數(shù)量級(jí)。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中常用的原子熒光光譜法(afs)、原子吸收光譜法(aas)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(icp-ms)等方法靈敏度明顯較高，lod在ng/g數(shù)量級(jí)內(nèi)相當(dāng)?shù)汀ｈb于汞的特殊化學(xué)性質(zhì)，也有報(bào)道基于核酸適配體的生物傳感器、表面拉曼增強(qiáng)散射技術(shù)(sers)和熒光探針等新型檢測(cè)技術(shù)，具有較高的靈敏度。例如，基于芘熒光團(tuán)的探針、使用脫硫反應(yīng)機(jī)制的熒光探針及基于特定分子識(shí)別的sers傳感器等，能特異性識(shí)別汞離子并快速響應(yīng)，適合環(huán)境與生物樣本中汞的微量檢測(cè)。

3、目前，雖然水產(chǎn)品中hg2+的限量為0.5μg/g，但魚類中正常的hg2+含量通常低于ng/g數(shù)量級(jí)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)設(shè)備昂貴和操作復(fù)雜，不便攜帶，難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)；而熒光等新型檢測(cè)技術(shù)無法檢測(cè)極低濃度的汞離子。因此，上述方法的檢測(cè)限不足以滿足精確檢測(cè)魚類等水產(chǎn)品中痕量hg2+的嚴(yán)格要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)痕量汞離子的探針，由通過苯乙烯馬來酸酐共聚物和共軛聚合物pfbt制備得到的聚合物量子點(diǎn)、羅丹明b、修飾在聚合物量子點(diǎn)表面的汞離子適配體和互補(bǔ)鏈組成，使用該探針修飾工作電極，以ag/agcl為參考電極，以鉑絲為對(duì)電極，能夠制備得到用于檢測(cè)汞離子的ecl檢測(cè)器，使ecl信號(hào)用于反應(yīng)檢測(cè)體系中汞離子濃度。此外，通過在ecl檢測(cè)器中添加電荷耦合器件，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化檢測(cè)痕量汞離子。

2、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種用于檢測(cè)痕量汞離子的探針，所述探針包括聚合物量子點(diǎn)、羅丹明b、修飾在聚合物量子點(diǎn)表面的汞離子適配體和互補(bǔ)鏈，所述汞離子適配體和互補(bǔ)單鏈通過分子間氫鍵捕獲羅丹明b；

3、所述聚合物量子點(diǎn)由苯乙烯馬來酸酐共聚物和共軛聚合物pfbt混合制備得到，所述共軛聚合物pfbt和苯乙烯馬來酸酐共聚物的質(zhì)量比為(3-7):1。

4、優(yōu)選地，所述共軛聚合物pfbt和苯乙烯馬來酸酐共聚物的質(zhì)量比為5:1。

5、進(jìn)一步地，所述汞離子適配體的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

6、進(jìn)一步地，所述汞離子適配體的5’端修飾有氨基。

7、進(jìn)一步地，所述互補(bǔ)單鏈的核苷酸序列如seq?id?no.2所示。

8、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種用于檢測(cè)痕量汞離子的ecl檢測(cè)器，所述ecl檢測(cè)器的工作電極上修飾有上述探針，以ag/agcl為參考電極，以鉑絲為對(duì)電極。

9、電化學(xué)發(fā)光技術(shù)主要基于電極表面發(fā)生的電化學(xué)和化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的結(jié)合。電化學(xué)活性物質(zhì)在電極上發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的中間態(tài)或激發(fā)態(tài)物質(zhì)。這些激發(fā)態(tài)物質(zhì)在返回基態(tài)的過程中，會(huì)釋放能量并發(fā)射光子，從而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。具體來說，電化學(xué)發(fā)光反應(yīng)通常涉及發(fā)光物質(zhì)(如三聯(lián)吡啶釕)。在電極表面，發(fā)光物質(zhì)通過電化學(xué)過程被氧化或還原，形成激發(fā)態(tài)物質(zhì)。隨后，激發(fā)態(tài)物質(zhì)在衰減至基態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)射出特定波長(zhǎng)的光，這一過程可被光電探測(cè)器捕獲并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行分析。

10、進(jìn)一步地，工作電極的制備方法包括以下步驟：

11、步驟s1、將共軛聚合物pfbt和苯乙烯馬來酸酐共聚物在有機(jī)溶劑中溶解，注入超純水中，得到聚合物量子點(diǎn)；

12、步驟s2、將聚合物量子點(diǎn)、汞離子適配體和互補(bǔ)鏈共同孵育，得到汞離子適配體修飾的聚合物量子點(diǎn)；

13、步驟s3、將汞離子適配體修飾的聚合物量子點(diǎn)修飾到工作電極表面，并滴加羅丹明b。

14、進(jìn)一步地，所述汞離子適配體通過氨基和羧基作用修飾于聚合物量子點(diǎn)表面。

15、進(jìn)一步地，所述ecl檢測(cè)器的pmt為550-650v。

16、優(yōu)選地，所述ecl檢測(cè)器的pmt為600v。

17、進(jìn)一步地，還包括電荷耦合器件。

18、進(jìn)一步地，所述電荷耦合器件用于實(shí)現(xiàn)可視化檢測(cè)。

19、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供上述ecl檢測(cè)器在檢測(cè)汞離子中的應(yīng)用。

20、進(jìn)一步地，包括以下步驟：

21、步驟s1、利用所述ecl檢測(cè)器測(cè)試汞離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的ecl信號(hào)強(qiáng)度，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，建立汞離子濃度與ecl信號(hào)強(qiáng)度之間的相互關(guān)系圖；

22、步驟s2、利用所述ecl檢測(cè)器檢測(cè)待測(cè)液的ecl信號(hào)強(qiáng)度ax，所述待測(cè)液中的汞離子含量未知，根據(jù)ecl信號(hào)強(qiáng)度ax在所述相互關(guān)系圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定待測(cè)液中的汞離子濃度。

23、本發(fā)明的有益效果：

24、本發(fā)明所述的用于檢測(cè)痕量汞離子的探針及基于該探針的ecl檢測(cè)器件，使ecl信號(hào)用于反應(yīng)檢測(cè)體系中汞離子濃度，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)便攜檢測(cè)痕量汞離子的工具。將該ecl檢測(cè)器件用于汞離子的檢測(cè)，不僅具有良好的穩(wěn)定性和抗干擾性，在裝置制備完成1個(gè)月后ecl信號(hào)穩(wěn)定，在不同ph條件下均可獲得ecl信號(hào)，在檢測(cè)體系中存在其他離子的情況下ecl信號(hào)保持不變，表現(xiàn)出良好的針對(duì)汞離子的特異性，此外還擁有極高的靈敏度和超低檢測(cè)限，最低檢出限為1.6pg/l，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)中的普遍檢測(cè)限。

技術(shù)特征：

1.一種用于檢測(cè)痕量汞離子的探針，其特征在于：所述探針包括聚合物量子點(diǎn)、羅丹明b、修飾在聚合物量子點(diǎn)表面的汞離子適配體和互補(bǔ)鏈，所述汞離子適配體和互補(bǔ)單鏈通過分子間氫鍵捕獲羅丹明b；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探針，其特征在于：所述汞離子適配體的核苷酸序列如seq?idno.1所示。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的探針，其特征在于：所述汞離子適配體的5’端修飾有氨基。

4.一種用于檢測(cè)痕量汞離子的ecl檢測(cè)器，其特征在于：所述ecl檢測(cè)器的工作電極上修飾有權(quán)利要求1-3任一所述的探針，以ag/agcl為參考電極，以鉑絲為對(duì)電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ecl檢測(cè)器，其特征在于，工作電極的制備方法包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ecl檢測(cè)器，其特征在于：所述汞離子適配體通過氨基和羧基作用修飾于聚合物量子點(diǎn)表面。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ecl檢測(cè)器，其特征在于：所述ecl檢測(cè)器的pmt為550-650v。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ecl檢測(cè)器，其特征在于：還包括電荷耦合器件。

9.權(quán)利要求4-8任一所述的ecl檢測(cè)器在檢測(cè)汞離子中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)痕量汞離子的探針及基于其的ECL檢測(cè)器，屬于汞離子檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)痕量汞離子的探針，由通過苯乙烯馬來酸酐共聚物和共軛聚合物PFBT制備得到的聚合物量子點(diǎn)、羅丹明B、修飾在聚合物量子點(diǎn)表面的汞離子適配體和互補(bǔ)鏈組成，使用該探針修飾工作電極，以Ag/AgCl為參考電極，以鉑絲為對(duì)電極，能夠制備得到用于檢測(cè)汞離子的ECL檢測(cè)器，使ECL信號(hào)用于反應(yīng)檢測(cè)體系中汞離子濃度，不僅具有良好的穩(wěn)定性和抗干擾性，且擁有極高的靈敏度和超低檢測(cè)限，最低檢出限為1.6pg/L。

技術(shù)研發(fā)人員：華道本,王子昱,王程
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6