杂交裂解-纳米金共振散射光谱探针检测UO22＋原理
铀是核能发电的主要来源之一, 浓缩铀又是核武器的最主要组成成分, 故铀易存在于环境中, 这对人类的健康会造成很大的威胁. 因此, 建立一种高灵敏度、高选择性检测铀离子的方法, 对于环境保护和人类健康有很重要的意义. 目前铀的分析方法主要有电感耦合等离子体法、原子吸收光谱法等. 这些方法需要昂贵和复杂检测工具, 使得现场实时检测非常困难.
近年来,随着科技的发展, 一些新方法如荧光法, 表面等离子体法, 电化学法, 比色法不断涌现. 尽管取得了不少进展, 但大部分方法的选择性和灵敏度欠佳.核酸适配体(aptamer)是一段由20～100个碱基组成的单链寡聚核苷酸, 能特异性地结合蛋白质、多肽、有机物、金属离子等各种配体. 由于其具有精确识别、易体外合成与修饰等特性, 越来越多的核酸适配体探针应用于研究蛋白质的特异功能和相互作用. 近来, 核酸适配体探针在疾病治疗方面的应用研究也有见报道, 并受到分析化学和临床化学家的青睐. 共振散射光谱技术具有简便、快速、灵敏的特点, 已用于蛋白质、核酸、无机离子的分析. 纳米金具有小尺寸效应和量子效应,呈现出独特的光学性质和较好的生物相容性, 可与多种生物分子如核酸、蛋白质和酶等结合, 在纳米生物分析领域得到应用, 并发展了免疫纳米金共振散射光谱法、免疫纳米金催化共振散射光谱法、适体纳米金共振散射光谱法、适体纳米金催化共振散射光谱法. 迄今,尚未见铀离子的共振散射光谱法报道.
广西师范大学环境与资源学院梁爱惠等人在pH5.5的2-(N-吗啉)-乙磺酸缓冲液中, 底物DNA和酶DNA杂交形成双链DNA(dsDNA). 当加入UO22＋后,dsDNA 中的底物DNA链被裂解, 释放的裂解链DNA吸附在金纳米粒子(GN)表面, 未吸附裂解链DNA的GN在NaCl存在下发生聚集, 在610 nm处有一最强的共振散射峰. 随着UO22＋的浓度增大, 体系中释放的裂解链DNA越多, 被裂解链DNA保护的GN越多, 聚集的GN越少, 导致610 nm处的共振散射峰下降, 溶液颜色由蓝色变红色. UO22＋浓度在0.67～60.3 nmol/L范围内与其共振散射峰降低值ΔI610 nm成线性, 回归方程为ΔI610 nm＝11.9C＋6.1, 相关系数为0.9972, 检出限为0.09 nmol/LUO22＋. 该法用于废水中UO22＋的检测, 回收率在91.5%～95.7%之间.