基于功能核酸的重金属离子电化学生物传感器研究
[Abstract]:Heavy metal pollution refers to the environmental pollution caused by heavy metals or their compounds, mainly from industrial pollution, traffic pollution and domestic waste pollution. Many organic compounds in life can reduce or remove harmful effects through their own physical, chemical or biological purification, but the pollution of heavy metals and organic compounds is not polluted. In the same way, heavy metal pollution is difficult to degrade in the environment. These heavy metals enter the animal and plant through water, air and soil, and eventually enter the body through the food chain. In the human body it can produce violent interaction with protein and various enzymes to make protein or enzyme inactive; it may also be enriched in some organs of the human body. More than the human body can bear restrictions, it makes adult physical discomfort or poisoning. Traditional methods of detection of heavy metals include Atomic Absorption Spectroscopy (AAS), inductively coupled plasma mass spectrometry (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS), fluorescence (fluorescence), etc., despite these methods It is highly sensitive, but usually requires large instruments, complex sample pretreatment, professional manual operation skills, time consuming and energy consumption. Therefore, high sensitivity, high specificity, simple operation of heavy metal ion detection methods have been highly concerned. At present, scholars have studied the detection of heavy metal ions widely and expect to be in the environment and food. Heavy metal ions can be detected quickly and efficiently. Functional nucleic acids refer to high specific binding to specific targets, or nucleic acids with catalytic functions. In this paper, a double stranded DNA with catalytic activity DNAzyme and T-Hg~ (2+) -T complexes as a specific identification element is used in electrochemistry AC impedance spectroscopy (Electrochemical Impedance Spectro). Scopy, EIS), quartz crystal microbalance (Quartz Crystal Microbalance, QCM) and high sensitive electrochemistry (Chronocoulometry) electrochemistry platform, a highly sensitive biosensor for detection of Cu~ (2+) and Hg~ (2+) was successfully constructed to provide rapid, simple and economical analysis methods for the detection of copper and mercury in food and environment. 1 Based on the high sensitivity detection of Cu~ (2+) biosensor based on DNAzyme and electrochemical impedance, a simple, unmarked Cu~ (2+) biosensor based on DNAzyme and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to detect the Cu~ (2+) biosensor in a aqueous solution. The bond is self assembled on the surface of the gold electrode. When Cu~ (2+) exists, the DNAzyme chain is cut off. The change of resistance intensity influenced by electron transfer is observed. The change of the impedance signal is related to the concentration of Cu~ (2+). The sensor shows high sensitivity and selectivity, and the detection limit is 5nM, far below the Cu~ (2+) concentration specified by the US Environmental Protection Agency (EPA). Degree (~20nM). At the same time other metal ions, such as Ca~ (2+), Mg~ (2+), Mn~ (2+), Cr3+, Pb~ (2+), Zn~ (2+), Zn~ (2+), and quartz crystal microbalance detection of biosensor in aqueous solution In this chapter, Cu~ (2+) specific DNAzyme as component, a fast, economical and real-time biosensor for detecting Cu~ (2+) in aqueous solution is designed on the QCM platform. The double stranded DNA is immobilized on the surface of the wafer electrode by the self assembly method. At room temperature, Cu~ (2+) can be cut off at the cutting site. Because the mass of the wafer surface changes, the QCM can be sensitive to detect the resonance frequency change. The delta F value is proportional to the Cu~ (2+) concentration, and the body system detection is limited to 3nM. and other metal ions, such as Co~ (2+), Ni~ (2). +), Mg~ (2+), Zn~ (2+), Ca~ (2+), Mn~ (2+) and Pb~ (2+) have no effect on the detection of Cu~ (2+). This biosensor shows high sensitivity and selectivity, and is expected to be applied to food and environment. An electrochemical biosensor for high sensitivity detection of Hg~ (2+) in aqueous solution is constructed by the specific identification of adenourine (thymine) and Hg~ (2+). The biosensor will contain 1 T-T base mismatched pairs of DNA complementary double chains assembled on the gold electrode surface through Au-S bonds, and the methylene blue contains iron cyanidation by the chronoelectric method. The determination of.T-T mismatch in the potassium solution blocks the internal charge transfer of DNA double strands, while Hg~ (2+) combines the T-Hg~ (2+) -T coordination with the dual chain DNA and forms a DNA double chain internal charge transfer pathway, resulting in the change of the chronoelectric charge on the electrode surface. Time measurement results show that the peak potential of the methylene blue is near the reduction peak potential (-380 mV). The time quantity increases with the concentration of Hg~ (2+) in the solution, and the concentration of Hg~ (2+) is within the range of 1 nM~104 nM. The variation of time quantity is in good linear relation with the logarithm of Hg~ (2+) concentration, and the linear correlation coefficient (R2) is 0.995 and the detection limit is 0.5 nM (S /N=3). And selectivity.
【学位授予单位】:上海海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O657.1;TP212
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本文编号:2161343
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