CN107402210B - 一种可视化快速检测有机汞化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水环境和水产品中有机汞的检测技术领域，具体涉及一种可视化快速检测有机汞化合物的方法。先将HT9 DNA适配体序列分别与硝酸银和不同浓度的有机汞标准溶液充分混匀后；接着分别依次加入Tris‑HNO3缓冲液、NaBH4溶液和HAuCl4溶液，于95℃下恒温10分钟，利用数码相机记录溶液的颜色变化，与有机汞溶液的浓度对应，建立标准色卡；然后将待测试液按照前述步骤进行操作，利用数码相机记录溶液的颜色或裸眼观察溶液颜色，与标准色卡进行比对，实现水样或水产品提取液中有机汞的半定量检测。该方法操作简单，检测速度快，检测整个过程在2小时之内完成；检测成本低，一个样品检测成本低于2元。
Description
技术领域
本发明属于水环境和水产品中有机汞的检测技术领域，具体涉及一种可视化快速检测有机汞化合物的方法。
背景技术
汞（Hg）是常温下唯一的液态金属，具有强毒性，汞中毒会对人体产生不可逆的伤害。排放到环境中的无机汞（Hg2+）很容易发生生物反应、产生形态变化，形成有机汞，比如甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）。所以，环境中同时存在多种不同形态汞化合物包括无机汞（Hg2+）、甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）。环境中汞的存在形态不同，其生物利用率、迁移性和毒性大不相同。通常，有机汞的含毒性大大高于无机汞，特别是甲基汞，其毒性是无机汞的几百倍。而且，由于有机汞具有明显的亲脂性，很容易在生物体内积累形成生物积累效应和生物放大效应。所以，生物体内的有机汞的含量通常比周边环境高出许多。比如，海产品中汞的含量可比海水高出上万倍，且大部分为甲基汞（MeHg）。著名的“水俣病”就是由于食用受有机汞污染海产品所引起的。所以，对水环境和水产品中的有机汞，比如甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）进行分析测定，对于食品安全和人体健康具有重要意义。我国目前也已经要求对水产品中的甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）进行测定。
目前, 不同形态汞化合物，比如无机汞（Hg2+）、甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）的分析检测主要采用联用技术，包括气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)或毛细管电泳( CE )和原子荧光光谱(AFS)、原子吸收光谱(AAS)、原子发射光谱(AES)或电感耦合等离子体质谱( ICP-MS)联用技术。这些联用技术灵敏度高、准确度好，可用于水环境和水产品中甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）的分析测定。但是，上述联用技术都存在着致命缺点，比如需要昂贵的大型仪器和熟练的操作人员、分析成本高、时间长、操作繁琐等，无法用于水环境和水产品中甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）的快速、低成本检测。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可视化快速检测甲基汞和乙基汞化合物的方法。该检测方法具有选择性好、低成本、可视化、简单快速等优点，克服了传统有机汞化合物检测方法仪器昂贵、前处理操作复杂、检测时间长等缺点。
为实现本发明的目的，采用如下技术方案：
一种可视化快速检测有机汞化合物的方法，包括以下步骤：
1）比对标准的建立：将20μL、75μM HT9 DNA适配体序列与10μL、0.2mM硝酸银分别和10μl不同浓度的有机汞标准溶液充分混匀后，在0℃放置1小时，配制成一系列溶液；接着在上述一系列溶液中分别加入150μL、10mM 、pH=8.0的Tris-HNO3缓冲液，混匀后降温至0℃，再分别加入5μL、25mM的NaBH4溶液，混匀离心10秒后，在25 ℃下恒温放置8分钟；然后分别加入5μL2wt% HAuCl4溶液，混匀离心10秒后，在95 ℃下恒温10分钟，利用数码相机记录溶液的颜色变化，与有机汞溶液的浓度对应，建立标准色卡；并用紫外分光光度计测定溶液的吸光度，与有机汞溶液的浓度对应，建立吸光度—有机汞溶液浓度标准曲线；
2）取10μL经0.22μm滤膜过滤的水样或水产品提取液，将其替换步骤1）中的有机汞标准溶液后进行操作，利用数码相机记录溶液的颜色或裸眼观察溶液颜色，与标准色卡进行比对，实现水样或水产品提取液中有机汞的半定量检测；进一步通过用紫外分光光度计测定溶液的吸光度，与吸光度—有机汞溶液浓度标准曲线进行比对计算，实现水样或水产品提取液中有机汞的定量检测。
步骤1）所述的HT9 DNA适配体序列为
5’-TTGTTCTTTGTTAAAAATTCTTTGTTCTT-3’。
步骤1）所述的有机汞溶液为甲基汞或乙基汞中的一种或两种。
步骤1）所述的有机汞溶液的浓度为10μM~200μM。
本发明利用HT9 DNA适配体序列对无机汞（Hg2+）和甲基汞（MeHg）/乙基汞（EtHg）的结合力不同，从而实现无机汞（Hg2+）和甲基汞（MeHg）/乙基汞（EtHg）的识别。利用DNA适配体序列对于无机汞（Hg2+）和甲基汞（MeHg）/乙基汞（EtHg）的结合力的不同从而导致Ag+和HAuCl4在DNA的作用下的还原差异，生成不同的金和银混合纳米球使溶液从无色变成紫色，实现对甲基汞（MeHg）/乙基汞（EtHg）的可视化快速检测。本方法具有特异性好、抗基体干扰强、可视化、简单快速和低成本等优点，可用于实际环境和食品样品中甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）的快速可视化检测。
本发明与现有技术比较具有以下优点：
（1）本发明所建立的MeHg和EtHg的检测方法为可视化检测方法，具有较高的灵敏度，通过裸眼观测可目视检测浓度低至10μM 的MeHg和EtHg。可满足实际水样中和水产品中MeHg和EtHg的现场快速检测需要，无需借助大型昂贵的仪器；
（2）该方法操作简单，检测速度快，检测整个过程在2小时之内完成，检测成本低，一个样品检测成本低于2元；
（3）本发明所建立的检测方法具有良好的选择性，其它常见离子（Hg2+、Fe3+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、Pb2+、Co2+、Cr3+、Cd2+、Ni2+），不干扰MeHg和EtHg的检测；
（4）本发明所建立的检测方法具有良好的抗基质干扰能力，无需复杂的前处理过程，只需要过滤去除水样中或水产品提取液中的沙土及悬浮物，便可立即检测。
附图说明
图1 分光光度法检测有机汞标准工作曲线；
图2是利用所建立的方法检测不同浓度甲基汞（MeHg）时溶液颜色的变化图；
图3是利用所建立的方法检测不同浓度乙基汞（EtHg）时溶液颜色的变化图；
图4方法特异性的验证；相对于10种浓度高于甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）100倍的其它常见离子（如Fe3+、Mg2+、Zn2+、Pb2+、Co2+、Cr3+、Cd2+、Ni2+）和相同浓度的Cu2+和Hg2+，只有甲基汞（MeHg）和乙基汞（EtHg）存在时体系的颜色才发生明显变化。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种可视化快速检测甲基汞化合物的方法，包括以下步骤：
1）比对标准的建立：将20μL、75μM HT9 DNA适配体序列与10μL、0.2mM硝酸银分别和一系列10μl 的0μM、10μM、20μM、50μM、100μM、200μM甲基汞标准溶液充分混匀后，在0℃放置1小时；接着在上述溶液中加入150μL、10mM 、pH=8.0的Tris-HNO3缓冲液，混匀后降温至0℃，再加入5μL、25mM的NaBH4溶液，混匀离心10秒后，在25 ℃下恒温放置8分钟；然后加入5μL2% HAuCl4溶液，混匀离心10秒后，在95 ℃下恒温10分钟，利用数码相机记录溶液的颜色变化（随着MeHg浓度的增大，溶液颜色由无色逐渐变为紫色，由浅至深变化），与有机汞溶液的浓度对应，建立标准色卡，如图1所示；并用紫外分光光度计测定溶液的吸光度，与有机汞溶液的浓度对应，建立吸光度—有机汞溶液浓度标准曲线（如图1）；
2）取10μL经0.22μm滤膜过滤的水样或水产品提取液，将其替换步骤1）中的甲基汞标准溶液后进行操作，利用数码相机记录溶液的颜色或裸眼观察溶液颜色，与标准色卡进行比对，实现水样或水产品提取液中有机汞的半定量检测。
由于甲基汞和乙基汞的灵敏度一样，所以如果试样中甲基汞和乙基汞同时存在，本方法所检测的是甲基汞和乙基汞的总浓度，仍可用单独的甲基汞和单独的乙基汞的色卡比对。本方法可视化检测限为10 µM。
应用实施例1
人工模拟水样（由乌龙江水添加0.0，10.0和200μM甲基汞制备而成）的测定（表1）。
表1人工模拟水样（由乌龙江水添加0.0，10.0和200μM甲基汞制备而成）的测定结果
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种可视化快速检测有机汞化合物的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）比对标准的建立：将20μL、75μM HT9 DNA适配体序列与10μL、0.2mM硝酸银分别和10μl不同浓度的有机汞标准溶液充分混匀后，在0℃放置1小时，配制成一系列溶液；接着在上述一系列溶液中分别加入150μL、10mM 、pH=8.0的Tris-HNO3缓冲液，混匀后降温至0℃，再分别加入5μL、25mM的NaBH4溶液，混匀离心10秒后，在25 ℃下恒温放置8分钟；然后分别加入5μL2wt% HAuCl4溶液，混匀离心10秒后，在95 ℃下恒温10分钟，利用数码相机记录溶液的颜色变化，与有机汞溶液的浓度对应，建立标准色卡；并用紫外分光光度计测定溶液的吸光度，与有机汞溶液的浓度对应，建立吸光度—有机汞溶液浓度标准曲线；
2）取10μL经0.22μm滤膜过滤的水样或水产品提取液，将其替换步骤1）中的有机汞标准溶液后进行操作，利用数码相机记录溶液的颜色或裸眼观察溶液颜色，与标准色卡进行比对，实现水样或水产品提取液中有机汞的半定量检测；进一步通过用紫外分光光度计测定溶液的吸光度，与吸光度—有机汞溶液浓度标准曲线进行比对计算，实现水样或水产品提取液中有机汞的定量检测；
上述步骤1）所述的HT9 DNA适配体序列为
5’-TTGTTCTTTGTTAAAAATTCTTTGTTCTT-3’。
2.根据权利要求1所述的可视化快速检测有机汞化合物的方法，其特征在于：步骤1）所述的有机汞溶液为甲基汞、乙基汞中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的可视化快速检测有机汞化合物的方法，其特征在于：步骤1）所述的有机汞溶液的浓度为10μM~200μM。
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Granted publication date: 20190607 Termination date: 20210927 |