CN108254368B - 一种基于dna调控的金纳米棒检测重金属离子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法，该方法包括：S1、向十六烷基三甲溴化铵溶液中加入氯金酸溶液等进行第一反应，得到第一混合液；S2、向十六烷基三甲溴化铵溶液中加入氯金酸溶液等得到第二混合液，将第一混合液加入至第二混合液中依次进行第二反应和离心分离，得到离心沉淀物；S3、将离心沉淀物分散至水中得到第三混合液；向第三混合液中加入第一DNA溶液等进行第三反应，得到用于检测Ag+的银检测液；向第三混合液中加入第二DNA溶液等进行第四反应，得到用于检测Hg2+的汞检测液；通过银检测液和汞检测液可以检测溶液中是否含有银离子或汞离子。本发明的方法灵敏度高、检测速度快。

Description

一种基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法
技术领域
本发明涉及重金属检测技术，具体地，涉及一种基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法。
背景技术
重金属不仅可以长期存在，还可以通过食物链累积的方式贮存到生物体内，产生的毒害不易察觉，而且当前重金属污染日趋严重，在医药、食品、环境等方面已经引起人们高度的重视。银离子是种主要的有毒重金属离子，可以通过食物链富集并且不能通过代谢系统排出，可以引起心脏，肝，大脑，和其他器官的永久性损伤，且对水生生物也有很大的毒性。目前对重金属的检测已做出了很大的努力，主要包括免疫分析法、原子分光光度法、溶出伏安法、色谱法、试纸法、酶分析法、生物化学传感器法等，现有的一些方法缺乏更高的灵敏度，受环境因素影响变化较大，建立一种高灵敏的检测方法的体系是目前迫切需要的。
由于汞离子和银离子可以特异性地结合胸腺嘧啶和腺嘌呤碱基形成很强很稳定的T-Hg2+-T和C-Ag+-C，近些年大量的基于DNA的汞离子和银离子检测方法被大量的发明。但这些传感方法存在操作繁琐，耗时长，选择性差等缺点，如何快速、简单地比色检测重金属离子的技术问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法，通过该方法能够灵敏、准确且快速地检测出溶液中是否含有重金属离子。
本发明提供一种基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法，该方法包括如下步骤：S1、向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液和硼氢化钠溶液进行第一反应，得到第一混合液；S2、向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液、硝酸银溶液和抗坏血酸溶液得到第二混合液，将所述第一混合液加入至所述第二混合液中依次进行第二反应和离心分离，得到离心沉淀物；S3、将所述离心沉淀物分散至水中，得到第三混合液；向所述第三混合液中依次加入第一DNA溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第三反应，得到用于检测Ag+的银检测液；向所述第三混合液中依次加入第二DNA溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第四反应，得到用于检测Hg2+的汞检测液；S4、分别向所述银检测液和所述汞检测液中加入待检测溶液进行测试反应，得到银检测混合液和汞检测混合液，通过对银检测混合液和汞检测混合液进行观察、电镜检测和紫外检测判断待检测溶液中是否含有银离子和/或汞离子：若所述银检测混合液和汞检测混合液均为浅蓝色溶液，且对所述银检测混合液和所述汞检测混合液的电镜检测均为独立棒状物，则待检测溶液中没有Ag+或Hg2+；若所述银检测混合液为深蓝色，且对所述银检测混合液的电镜检测为链状棒状物，且紫外检测所述银检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰，则待检测溶液中含有银离子；若所述汞检测混合液为深蓝色，且对所述汞检测混合液的电镜检测为链状棒状物，且紫外检测所述汞检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰，则待检测溶液中含有汞离子。
可选地，步骤S3中所述的第一DNA溶液中的DNA为由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA。
可选地，步骤S3中所述的第二DNA溶液中的DNA为由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA。
可选地，其中，步骤S3中所述的第一DNA溶液的浓度为0.1-10微摩/升；步骤S3中所述的第二DNA溶液的浓度为0.1-10微摩/升。
可选地，步骤S1中进行所述第一反应的反应温度为25-30℃、反应时间为1-3h；步骤S2中进行所述第二反应的反应温度为25-37℃、反应时间为1-3h；步骤S3中进行所述第三反应和所述第四反应的反应温度各自独立地为25-30℃、反应时间各自独立地为1.5-5h；步骤S4中进行所述测试反应的反应温度为25-30℃、反应时间为0.5-2h。
可选地，步骤S1中和步骤S2中所述的十六烷基三甲溴化铵溶液的浓度各自独立地为0.02-1mol/L；步骤S1中、步骤S2中和步骤S3中所述的氯金酸溶液的浓度各自独立地为0.1-10mol/L；步骤S1中所述的硼氢化钠溶液的浓度为1-100mmol/L；步骤S2中所述的硝酸银溶液的浓度为1-10mmol/L；步骤S2中所述的抗坏血酸溶液的浓度为50-100；步骤S3中所述的羟胺盐酸盐溶液的浓度为0.1-1mol/L。
可选地，步骤S1中，十六烷基三甲溴化铵、氯金酸和硼氢化钠的物质的量之比为1000：5：(3-12)；步骤S2中，十六烷基三甲溴化铵、氯金酸、硝酸银和抗坏血酸的物质的量之比为(1000-5000)：(5-25)：(0.4-2.4)：(7-14)；步骤S2中进行所述第二反应的所述第一混合液和所述第二混合液的体积比为(1-5)：1000。
可选地，步骤S3中所述离心沉淀物按照重量比为1：(100-1000)分散至水中，得到所述第三混合液；步骤S3中，所述第三混合液、所述第一DNA溶液、所述羟胺盐酸盐溶液和所述氯金酸溶液的体积比为(50-100)：(1-5)：(0.1-1)：(0.5-5)；步骤S3中，所述第三混合液、所述第二DNA溶液、所述羟胺盐酸盐溶液和所述氯金酸溶液的体积比为(50-100)：(1-5)：(0.1-1)：(0.5-5)。
可选地，步骤S4中所述的电镜检测包括透射电镜检测、高分辨率透射电镜检测和扫描电镜检测中的至少一种。
可选地，步骤S4中，分别将所述待检测溶液加入至所述银检测液和所述汞检测液中时，所述待检测溶液和所述银检测液的体积比为1：(100-200)，所述待检测溶液和所述汞检测液的体积比为1：(100-200)。
本发明的基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法检测灵敏度高，能够准确、快速地测量出溶液中是否含有重金属离子，能够对环境中的痕迹重金属进行准确的检测。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法的流程示意图。
图2是银检测混合液或汞检测混合液的透射电镜检测为独立棒状物的透射电镜照片。
图3是银检测混合液或汞检测混合液的透射电镜检测为链状棒状物的透射电镜照片。
图4是第二混合液、银检测液和加入的待检测溶液中含有银离子的银检测混合液的紫外光谱图。
图5是第二混合液、汞检测液和加入的待检测溶液中含有汞离子的汞检测混合液的紫外光谱图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：S1、可以向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液和硼氢化钠溶液进行第一反应，得到第一混合液(制备金种)；S2、可以向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液、硝酸银溶液和抗坏血酸溶液得到第二混合液，可以将所述第一混合液加入至所述第二混合液中依次进行第二反应和离心分离，得到离心沉淀物(制备金纳米棒)；S3、可以将所述离心沉淀物分散至水中，得到第三混合液；可以向所述第三混合液中依次加入第一DNA溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第三反应，得到用于检测Ag+的银检测液(通过DNA调控金纳米棒生长)；可以向所述第三混合液中依次加入第二DNA溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第四反应，得到用于检测Hg2+的汞检测液(通过DNA调控金纳米棒生长)；S4、可以分别向所述银检测液和所述汞检测液中加入待检测溶液进行测试反应，得到银检测混合液和汞检测混合液，可以通过对银检测混合液和汞检测混合液进行观察、电镜检测和紫外检测判断待检测溶液中是否含有银离子和/或汞离子：若所述银检测混合液和汞检测混合液均为浅蓝色溶液，且对所述银检测混合液和所述汞检测混合液的电镜检测均为独立棒状物，则待检测溶液中没有Ag+或Hg2+；若所述银检测混合液为深蓝色，且对所述银检测混合液的电镜检测为链状棒状物，且紫外检测所述银检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰，则待检测溶液中含有银离子；若所述汞检测混合液为深蓝色，且对所述汞检测混合液的电镜检测为链状棒状物，且紫外检测所述汞检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰，则待检测溶液中含有汞离子。
本发明的基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法中，步骤S1中，通过十六烷基三甲溴化铵溶液、氯金酸溶液和硼氢化钠溶液进行第一反应目的是制备金种，得到的所述第一混合液中含有球状的金纳米颗粒，金纳米粒子的光学性质可以随着尺寸的大小而改变，因此成为在化学及生物检测应用中具有巨大潜力的分析探针。
步骤S2中，首先将所述第一混合液加入至所述第二混合液中依次进行第二反应，然后将进行第二反应后的反应混合液进行离心分离，得到离心沉淀物，所述的离心沉淀物中含有金纳米棒，该金纳米棒是一种长度几十纳米的棒状金纳米颗粒。金纳米棒有很多独特的性质，尤其是可见范围内有纵向表面等离子共振吸收这一特点使它应用广泛。纵向表面等离子共振吸收对金纳米棒的长径比非常敏感。金纳米棒长径比很小的变化就会使得金纳米棒吸收明显变化，不仅吸光度会降低而且表面等离子体特征吸收峰也会发生峰位的移动。
步骤S3中，通过向所述第三混合液中依次加入第一DNA溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行的第三反应，或者向所述第三混合液中依次加入第二DNA溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行的第四反应，是分别通过不同的DNA进一步调节步骤S2中得到的金纳米棒的生长，通过不同DNA的调节作用，可以控制金纳米棒的长径比，改变金纳米棒的等吸收峰和等离体性能，并使金纳米棒表面连接可特异识别待测物的探针。
分别向所述银检测液和所述汞检测液中加入待检测溶液进行测试反应，得到银检测混合液和汞检测混合液；具体检测时，可以分别取适量银检测混合液和汞检测混合液滴加至碳膜铜网上，待铜网上溶剂挥发干净后对粘附有银检测混合液和汞检测混合液中溶质的制样品可以通过透射电镜进行检测；其一：若待检测溶液中没有银离子、也没有汞离子，则得到的银检测混合液和汞检测混合液的电镜检测图像均为独立棒状物，如图2所示，透射电镜检测的照片中粒子为棒状，且不同的棒状之间是分离和独立的，且银检测混合液和汞检测混合液均为浅蓝色溶液，与金纳米棒的颜色一本保持一致，则说明，待检测溶液中既没有银离子、也没有汞离子；其二：若待检测的溶液中含有银离子，则得到的银检测混合液的电镜图像中则为链状的棒状物，如图3所示，透射电镜检测的照片中粒子为多个棒状粒子连接在一起的链状棒状物，且银检测混合液为深蓝色溶液，与团聚金纳米棒的颜色一本保持一致，并且，如图4中实线条所示，紫外检测银检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰，则说明，待检测的溶液中含有银离子；其三，若待检测的溶液中含有汞离子，则得到的汞检测混合液的电镜图像中则为链状的棒状物，如图3所示，透射电镜检测的照片中粒子为多个棒状粒子连接在一起的链状棒状物，且汞检测混合液为深蓝色溶液，与金纳米棒团聚的颜色一本保持一致，并且如图5中实线条所示，紫外检测汞检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰，则说明，待检测的溶液中含有汞离子。
根据本发明，步骤S3中所述的第一DNA溶液中的DNA可以为由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA。将所述第一DNA溶液加入至所述第三混合液后，发生了DNA调控金纳米棒的生长，并使金纳米棒表面连有可以特异识别Ag+的探针，得到的用于检测Ag+的银检测液中探针DNA可特异识别Ag+，这样银检测液一旦接触到Ag+就会发生探针与Ag+的特异结合引发金纳米棒的团聚。
根据本发明，步骤S3中所述的第二DNA溶液中的DNA可以为由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA。将所述第二DNA溶液加入至所述第三混合液后，发生了DNA调控金纳米棒的生长，并使金纳米棒表面连有可以特异识别Hg2+的探针，得到的用于检测Hg2+的汞检测液中探针DNA可特异识别Hg2+，这样汞检测液一旦接触到Hg2+就会发生探针与Hg2+的特异结合引发金纳米棒的团聚。
根据本发明，步骤S3中所述的第一DNA溶液的浓度可以为0.1-10微摩/升；步骤S3中所述的第二DNA溶液的浓度可以为0.1-10微摩/升。
根据本发明，步骤S1中进行所述第一反应的反应温度可以为25-30℃、反应时间可以为1-3h；步骤S2中进行所述第二反应的反应温度可以为25-37℃、反应时间可以为1-3h；步骤S3中进行所述第三反应和所述第四反应的反应温度可以各自独立地为25-30℃、反应时间可以各自独立地为1.5-5h；步骤S4中进行所述测试反应的反应温度可以为25-30℃、反应时间可以为0.5-2h。
根据本发明，步骤S1中和步骤S2中所述的十六烷基三甲溴化铵溶液的浓度可以各自独立地为0.02-1mol/L；步骤S1中、步骤S2中和步骤S3中所述的氯金酸溶液的浓度可以各自独立地为0.1-10mol/L；步骤S1中所述的硼氢化钠溶液的浓度可以为1-100mmol/L；步骤S2中所述的硝酸银溶液的浓度可以为1-10mmol/L；步骤S2中所述的抗坏血酸溶液的浓度可以为50-100mmol/L；步骤S3中所述的羟胺盐酸盐溶液的浓度可以为0.1-1mol/L。
根据本发明，步骤S1中，十六烷基三甲溴化铵、氯金酸和硼氢化钠的物质的量之比可以为1000：5：(3-12)；步骤S2中，十六烷基三甲溴化铵、氯金酸、硝酸银和抗坏血酸的物质的量之比可以为(1000-5000)：(5-25)：(0.4-2.4)：(7-14)；步骤S2中进行所述第二反应的所述第一混合液和所述第二混合液的体积比可以为(1-5)：1000。
根据本发明，步骤S3中所述离心沉淀物按照重量比可以为1：(100-1000)分散至水中，得到所述第三混合液；步骤S3中，所述第三混合液、所述第一DNA溶液、所述羟胺盐酸盐溶液和所述氯金酸溶液的体积比可以为(50-100)：(1-5)：(0.1-1)：(0.5-5)；步骤S3中，所述第三混合液、所述第二DNA溶液、所述羟胺盐酸盐溶液和所述氯金酸溶液的体积比可以为(50-100)：(1-5)：(0.1-1)：(0.5-5)。
根据本发明，步骤S4中所述的电镜检测可以包括透射电镜检测、高分辨率透射电镜检测和扫描电镜检测中的至少一种。
根据本发明，步骤S4中，分别将所述待检测溶液加入至所述银检测液和所述汞检测液中时，所述待检测溶液和所述银检测液的体积比可以为1：(100-200)，所述待检测溶液和所述汞检测液的体积比可以为1：(100-200)。
以下结合实施例进一步详细说明本发明，以下实施例仅用于解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
(1)按照如下步骤制备用于检测重金属离子的银检测液和汞检测液：
S1、向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液和硼氢化钠溶液进行第一反应，得到第一混合液；S2、向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液、硝酸银溶液和抗坏血酸溶液得到第二混合液，将所述第一混合液加入至所述第二混合液中依次进行第二反应和离心分离，得到离心沉淀物；S3、将所述离心沉淀物分散至水中，得到第三混合液；向所述第三混合液中依次加入由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第三反应，得到用于检测Ag+的银检测液；向所述第三混合液中依次加入由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第四反应，得到用于检测Hg2+的汞检测液。
步骤S1中十六烷基三甲溴化铵溶液、氯金酸溶液和硼氢化钠溶液的浓度分别为0.5mol/L、2mol/L和50mmol/L，并且将所述三种溶液混合时，十六烷基三甲溴化铵、氯金酸和硼氢化钠的物质的量之比为1000：5：5。步骤S2中，十六烷基三甲溴化铵溶液、氯金酸溶液、硝酸银溶液和抗坏血酸溶液的浓度分别为0.5mol/L、2mol/L、5mmol/L和70mmol/L，制备第二混合液时十六烷基三甲溴化铵、氯金酸、硝酸银和抗坏血酸的物质的量之比为1200：10：2：10；第一混合液和第二混合液混合进行第二反应时，第一混合液和第二混合液的体积比为3：1000。步骤S3中制备第三混合液时，离心沉淀物按照重量比为1：200分散至水中；由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液的浓度分别为5微摩/升、0.5mol/L和5mol/L，第三混合液、由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液的体积比为75：2：0.5：2；由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液的浓度分别为5微摩/升、0.5mol/L和5mol/L，第三混合液、由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液的体积比为75：2：0.5：2。
步骤S1中进行第一反应的反应温度为27℃、反应时间为2h；步骤S2中进行第二反应的反应温度为32℃、反应时间为2h；步骤S3中进行第三反应的温度为28℃、反应时间为3h，第四反应的温度为28℃、反应时间为3h。
(2)对第一待检测溶液进行检测，判断第一待检测溶液中是否含有银离子或汞离子：
分别将第一待检测溶液加入至通过上述方法制备得到的用于检测Ag+的银检测液和用于检测Hg2+的汞检测液中进行测试反应后，得到银检测混合液和汞检测混合液，第一待检测溶液和银检测液的体积比为1：150，第一待检测溶液和汞检测液的体积比为1：150；将第一待检测溶液加入至银检测液和汞检测液后反应的温度为28℃、时间为0.5h；得到的银检测混合液为浅蓝色溶液，银检测混合液的透射电镜检测均为独立棒状物；得到的汞检测混合液为深蓝色，且对所述汞检测混合液的透射电镜检测为链状棒状物，且紫外检测所述汞检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰。
本实施例的检测结果为：第一待检测溶液中没有银离子，有汞离子。
实施例2
(1)按照如下步骤制备用于检测重金属离子的银检测液和汞检测液：
S1、向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液和硼氢化钠溶液进行第一反应，得到第一混合液；S2、向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液、硝酸银溶液和抗坏血酸溶液得到第二混合液，将所述第一混合液加入至所述第二混合液中依次进行第二反应和离心分离，得到离心沉淀物；S3、将所述离心沉淀物分散至水中，得到第三混合液；向所述第三混合液中依次加入由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第三反应，得到用于检测Ag+的银检测液；向所述第三混合液中依次加入由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第四反应，得到用于检测Hg2+的汞检测液。
步骤S1中十六烷基三甲溴化铵溶液、氯金酸溶液和硼氢化钠溶液的浓度分别为0.5mol/L、6mol/L和80mmol/L，并且将所述三种溶液混合时，十六烷基三甲溴化铵、氯金酸和硼氢化钠的物质的量之比为1000：5：10。步骤S2中，十六烷基三甲溴化铵溶液、氯金酸溶液、硝酸银溶液和抗坏血酸溶液的浓度分别为0.5mol/L、6mol/L、8mmol/L和90mmol/L，制备第二混合液时十六烷基三甲溴化铵、氯金酸、硝酸银和抗坏血酸的物质的量之比为3200：20：2：12；第一混合液和第二混合液混合进行第二反应时，第一混合液和第二混合液的体积比为3：1000。步骤S3中制备第三混合液时，离心沉淀物按照重量比为1：800分散至水中；由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液的浓度分别为8微摩/升、0.5mol/L和8mol/L，第三混合液、由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液的体积比为95：4：0.5：4；由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液的浓度分别为5微摩/升、0.5mol/L和5mol/L，第三混合液、由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液的体积比为85：4：0.5：4。
步骤S1中进行第一反应的反应温度为27℃、反应时间为2h；步骤S2中进行第二反应的反应温度为32℃、反应时间为2h；步骤S3中进行第三反应的温度为28℃、反应时间为3h，第四反应的温度为28℃、反应时间为3h。
(2)对第二待检测溶液进行检测，判断第二待检测溶液中是否含有银离子或汞离子：
分别将第二待检测溶液加入至通过上述方法制备得到的用于检测Ag+的银检测液和用于检测Hg2+的汞检测液中进行测试反应后，得到银检测混合液和汞检测混合液，第二待检测溶液和银检测液的体积比为1：180，第二待检测溶液和汞检测液的体积比为1：165；将第二待检测溶液加入至银检测液和汞检测液后反应的温度为25℃、时间为0.5h；得到银检测混合液为深蓝色溶液，银检测混合液的透射电镜检测均为链状棒状物，且紫外检测所述银检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰；得到的汞检测混合液为深蓝色，且对所述汞检测混合液的透射电镜检测为链状棒状物，且紫外检测所述汞检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰。
本实施例的检测结果为：第二待检测溶液中有银离子，也有汞离子。
对比例1
按照与实施例1的(1)中相同的方法制备用于检测重金属离子的银检测液和汞检测液，并按照与实施例1的(2)中相同的方法对第一待检测溶液进行检测，与实施例1唯一不同之处在于：本对比例中，步骤S3中，得到第三混合液后，向第三混合液中仅加入由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液后进行第三反应，得到用于检测Ag+的银检测液；向所述第三混合液中仅加入由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA的溶液后进行第四反应，得到用于检测Hg2+的汞检测液，即本对比例中在制备用于检测Ag+的银检测液和用于检测Hg2+的汞检测液时没有加入羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液。本对比例的测试结果为：得到的银检测混合液和汞检测混合液均为浅蓝色溶液，银检测混合液和汞检测混合液的透射电镜检测均为独立棒状物；检测结果为第一待检测溶液中没有银离子，也没有汞离子。
测试实施例1
通过原子吸收分光光度计对第一待检测溶液和第二待检测溶液进行检测：分别将第一待检测溶液和第二待检测溶液放入原子吸收分光光度计中，测定全波长的吸光度或者测定波长200-800nm范围内的吸光度，分别得到第一待检测溶液和第二待检测溶液的吸光度-波长曲线。第一待检测溶液在320-330nm波长范围无吸光峰，在254nm左右有吸光峰。第二待检测液在328nm左右有吸光峰，在254nm左右也有吸光峰。检测结果显示第一检测液中没有银离子，有汞离子；第二检测液中有银离子也有汞离子。
通过上述实施例、对比例和测试实施例的结果可以看出，通过本发明的基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法，能够非常准确地测定某待检测的溶液中是否存在银离子或汞离子。尤其经过对比例1可以看出，本发明的基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法，在步骤S3中，向第三混合液中加入DNA溶液后，通过加入羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后再进行第三反应，使得DNA调控金纳米棒的生长，并使金纳米棒表面连有可以特异识别待测目标物的探针，进而能够更加准确地检测处待检测的溶液中是否存在银离子或汞离子。
本发明的基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法通过DNA调控金纳米棒生长提高了纳米颗粒的生物相容性及光学活性，同时DNA可作为重金属离子的识别元件，利用DNA修饰的金纳米棒探针，可实现简单快速比色检测水溶液中的重金属离子。本发明利用DNA功能化的金纳米棒通过比色法实现对重金属离子高灵敏度快速地检测。本发明对环境中痕量的重金属的检测有较大的意义。本发明的关键点和保护点为DNA调控纳米金棒的合成并用于重金属离子检测的方法，即DNA调控纳米金棒的组装实现对银离子和汞离子的检测。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种基于DNA调控的金纳米棒检测重金属离子的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液和硼氢化钠溶液进行第一反应，得到第一混合液；
S2、向十六烷基三甲溴化铵溶液中依次加入氯金酸溶液、硝酸银溶液和抗坏血酸溶液得到第二混合液，将所述第一混合液加入至所述第二混合液中依次进行第二反应和离心分离，得到离心沉淀物；
S3、将所述离心沉淀物分散至水中，得到第三混合液；向所述第三混合液中依次加入第一DNA溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第三反应，得到用于检测Ag+的银检测液；向所述第三混合液中依次加入第二DNA溶液、羟胺盐酸盐溶液和氯金酸溶液后进行第四反应，得到用于检测Hg2+的汞检测液；所述的第一DNA溶液中的DNA为由20个胞嘧啶核苷酸连接而成的DNA，所述的第二DNA溶液中的DNA为由20个胸腺嘧啶核苷酸连接而成的DNA；
S4、分别向所述银检测液和所述汞检测液中加入待检测溶液进行测试反应，得到银检测混合液和汞检测混合液，通过对银检测混合液和汞检测混合液进行观察、电镜检测和紫外检测判断待检测溶液中是否含有银离子和/或汞离子：
若所述银检测混合液和汞检测混合液均为浅蓝色溶液，且对所述银检测混合液和所述汞检测混合液的电镜检测均为独立棒状物，则待检测溶液中没有Ag+或Hg2+；
若所述银检测混合液为深蓝色，且对所述银检测混合液的电镜检测为链状棒状物，且紫外检测所述银检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰，则待检测溶液中含有银离子；
若所述汞检测混合液为深蓝色，且对所述汞检测混合液的电镜检测为链状棒状物，且紫外检测所述汞检测混合液仅在500-600nm有一个吸收峰，则待检测溶液中含有汞离子。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S3中所述的第一DNA溶液的浓度为0.1-10微摩/升；步骤S3中所述的第二DNA溶液的浓度为0.1-10微摩/升。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S1中进行所述第一反应的反应温度为25-30℃、反应时间为1-3h；步骤S2中进行所述第二反应的反应温度为25-37℃、反应时间为1-3h；步骤S3中进行所述第三反应和所述第四反应的反应温度各自独立地为25-30℃、反应时间各自独立地为1.5-5h；步骤S4中进行所述测试反应的反应温度为25-30℃、反应时间为0.5-2h。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S1中和步骤S2中所述的十六烷基三甲溴化铵溶液的浓度各自独立地为0.02-1mol/L；步骤S1中、步骤S2中和步骤S3中所述的氯金酸溶液的浓度各自独立地为0.1-10mol/L；步骤S1中所述的硼氢化钠溶液的浓度为1-100mmol/L；步骤S2中所述的硝酸银溶液的浓度为1-10mmol/L；步骤S2中所述的抗坏血酸溶液的浓度为50-100mmol/L；步骤S3中所述的羟胺盐酸盐溶液的浓度为0.1-1mol/L。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤S1中，十六烷基三甲溴化铵、氯金酸和硼氢化钠的物质的量之比为1000：5：(3-12)；步骤S2中，十六烷基三甲溴化铵、氯金酸、硝酸银和抗坏血酸的物质的量之比为(1000-5000)：(5-25)：(0.4-2.4)：(7-14)；步骤S2中进行所述第二反应的所述第一混合液和所述第二混合液的体积比为(1-5)：1000。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤S3中所述离心沉淀物按照重量比为1：(100-1000)分散至水中，得到所述第三混合液；步骤S3中，所述第三混合液、所述第一DNA溶液、所述羟胺盐酸盐溶液和所述氯金酸溶液的体积比为(50-100)：(1-5)：(0.1-1)：(0.5-5)；步骤S3中，所述第三混合液、所述第二DNA溶液、所述羟胺盐酸盐溶液和所述氯金酸溶液的体积比为(50-100)：(1-5)：(0.1-1)：(0.5-5)。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S4中所述的电镜检测包括透射电镜检测、高分辨率透射电镜检测和扫描电镜检测中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S4中，分别将所述待检测溶液加入至所述银检测液和所述汞检测液中时，所述待检测溶液和所述银检测液的体积比为1：(100-200)，所述待检测溶液和所述汞检测液的体积比为1：(100-200)。
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