金纳米探针检测铅离子原理
铅是毒性较强的金属之一, 它能破坏造血系统, 阻碍血红素的合成, 导致贫血; 损伤大脑中枢及周围神经系统, 引起儿童多动、注意力不集中;影响消化系统功能, 导致厌食; 抑制生长激素的合成与释放, 致儿童发育迟缓; 影响身体对其他金属元素的吸收、代谢; 对肾脏损害极大, 引起肾功能障碍; 影响心脏正常运转, 引发心肌损伤等. 这些严重的后果使得人们对铅的检测十分关注, 发展了原子吸收光谱法、ICP-MS、激光诱导荧光法、电化学法、传感器等方法. 但这些方法有的成本高, 有的选择性欠佳, 有的方法复杂且不适用于现场分析.由于核酸适配体具有精确识别、易体外合成与修饰、稳定性好等特性, 它已用于研究蛋白质的特异功能和相互作用, 以及分析和临床检验.
近年来基于核酸适配体检测Pb2＋的方法研究也引起人们的极大兴趣, 发展了核酸适体比色法、荧光法、电化学法等. 共振散射光谱法是一种简便、快速、灵敏的光谱分析新技术, 它在核酸、蛋白质、小分子药物分析等领域获得了较好的应用. 纳米金具有新奇的光学特性和较好的生物相容性, 在共振散射光谱分析中已有应用.它与免疫反应、酶催化反应等结合,已建立了一些高灵敏高选择性的共振散射光谱分析法. 目前共振散射光谱与核酸适体反应结合, 已用于痕量汞离子的分析, 但未见铅离子的核酸适体共振散射光谱分析法报道.
广西师范大学环境与资源学院蒋治良等人以柠檬酸三钠做稳定剂, 用硼氢化钠还原氯金酸制备了粒径为5 nm的纳米金. 用铅离子核酸适体aptamer保护纳米金获得了检测铅离子的适体纳米金(aptamer-NG)共振散射光谱探针. 在pH 7.0的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中及30 mmol•L-1NaCl存在下, aptamer-NG稳定而不聚集. Pb2＋可与该探针中的aptamer形成非常稳定的G-四分体结构, 并释放出纳米金. 在NaCl作用下纳米金聚集形成较大的微粒,导致552 nm处共振散射峰强度增大. Pb2＋浓度在0.07～42 nmol•L-1范围内与552 nm处共振散射强度增大值∆I成线性关系, 其回归方程为∆I＝12.0c＋9.2, 线性相关系数为0.9965,方法检出限为0.03nmol•L-1Pb2+.该方法用于水样中铅离子检测,结果与石墨炉原子吸收光谱法结果一致.