论文摘要
重金属是一种危害巨大的污染物,它不能降解,能长期在生物体内积累,含量极微即可表现出极大的毒性。因此重金属检测在医药、食品和环境等方面都是十分重要。现有重金属检测技术存在依赖大型仪器设备、耗费耗时、需要专门的技术人员进行操作,对某些重金属离子并不敏感,甚至无法检测等问题,难以适应当前检测工作的需要,寻求一种简单、快速、灵敏的重金属离子定性定量检测技术意义重大。本文首次将QCM传感技术和金纳米质量放大效应相结合,设计了一种基于金纳米信号增强的重金属离子QCM定量检测方法。通过重金属离子和纳米粒子在QCM电极的自组装引起电极表面质量变化来检测中重金属离子。先在QCM金电极表面修饰金属离子结合剂,用于吸附重金属离子。金属离子在QCM电极表面吸附完成后加入结合剂修饰的金纳米粒子,使之与QCM表面吸附的重金属离子结合。金属离子、结合剂修饰金基底和结合剂修饰的金纳米粒子三者通过金属离子和结合剂之间相互作用在QCM表面形成一层三明治结构的纳米复合物,引起QCM谐振频率显著下降,从而实现对重金离子的QCM检测。本文的具体研究工作分为以下几个部分:①采用柠檬酸钠还原氯金酸溶液制备金纳米粒子,经透射电子显微镜观察可知制得的金纳米粒子大小均匀,粒径为10±0.8nm,其形状呈球形,分散性较好.用紫外一可见光谱测得在517.5nm处出现特征吸收峰,且峰形较窄。通过实验分别研究了pH值和盐度对裸体纳米金、MBA修饰纳米金和短链寡核苷酸修饰（SH-T5）纳米金的稳定性影响,并从酸分布系数和双电层理论出发,对影响稳定性的机理进行了讨论,为后续实验做好准备。②用MBA修饰QCM电极和金纳米粒子,设计了一种基于MBA修饰的金纳米信号增强QCM重金属离子检测方法。金属离子和金纳米粒子通过MBA与重金离子间的络合配位作用在QCM电极表面进行自组装,引起电极表面质量变化,从而实现重金属离子检测。对溶液中的镉（Ⅱ）、铜（Ⅱ）、铅（Ⅱ）、钴（Ⅱ）、汞（Ⅱ）六种重金属离子进行了检测,并考察了干扰离子和pH值对检测结果的影响。实验证明该方法检测出限和灵敏度都比现有的QCM检测方法有较大的提高,尤其是对Cd2+、Cu2+、Pb2+、的检测灵敏度高。③用能与汞（Ⅱ）离子进行特异性结合的富含胸腺嘧啶（T）的寡核苷酸（SH-T5）修饰QCM电极和金纳米粒子,设计了一种基于金纳米放大的QCM Hg2+选择性检测方法。通过胸腺嘧啶能与Hg2+较强的特异性结合作用使Hg2+和SH-T5修饰金纳米粒子在QCM电极表面进行自组装,引起频率变化,从而实现对Hg2+选择性检测。实验对不同浓度Hg2+溶液进行了测定,并考察了Hg2+检测的选择性。该方法对Hg2+检测的灵敏度高,重现性好,抗干扰能力强。