CN205003110U - 一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置 - Google Patents
一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205003110U CN205003110U CN201520715347.4U CN201520715347U CN205003110U CN 205003110 U CN205003110 U CN 205003110U CN 201520715347 U CN201520715347 U CN 201520715347U CN 205003110 U CN205003110 U CN 205003110U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- dna
- specific detection
- electrochemical
- reaction tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置，包括：对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器(1)，电化学工作站(2)和计算机(3)；所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器(1)通过电极线(9)与所述电化学工作站(2)相连接，所述电化学工作站(2)通过数据线(10)与所述计算机(3)相连接。其有益效果在于，对比以往环境水体Hg2+，Pb2+检测的常规装置，所述生物传感检测装置可以对Hg2+，Pb2+同时实现定性检测，具有结构简单，操作简便、测定快速的优点，以此判断实际样品中Hg2+，Pb2+的含量是否超标，具有非常高的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及电化学传感器和环境监测技术领域，更具体地，涉及一种对Hg2+和Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置。
背景技术
近年来，采用传感器方法对有毒重金属离子的检测已成为研究热点之一。其中作为“优先管理有害物质名单”上两种重要的金属离子-汞离子和铅离子，因其能对人体及环境产生重要的影响，对Hg2+和Pb2+的检测一直倍受人们关注。尽管许多传统的分析手段，如原子吸收光谱，电感耦合等离子体，电感耦合等离子体质谱等，都能够达到对重金属离子的高灵敏度检测，但由于其设备成本高昂，操作复杂，样品前处理工作繁琐，因而在对环境和生物样品的在线，即时分析等方面存在明显的局限性。
如今发展迅速的光学和电化学技术，如基于荧光探针，金纳米粒子，DNA酶，半导体量子点和碳纳米管等方法，因具有操作简单，灵敏度高，分析成本低等优点，逐渐被广泛应用于Hg2+和Pb2+的检测。
作为本实用新型的背景技术，专利文献1(CN103969237A)公开了一种快速检测河水中痕量Hg2+浓度的装置，在pH＝8.2的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液和聚乙烯醇介质中，荧光增白剂-碲化镉量子点间能够发生有效的能量转移，荧光增白剂把能量转移给碲化镉量子点，使其荧光强度增强。专利文献2(CN103399062A)通过设计Pb2+取代K+引起G-四链体DNA酶的构象转变导致酶活性降低，从而影响在CdS量子点修饰ITO电极上的酶生物催化沉淀反应来实现Pb2+光电化学传感测定。然而，现有技术中的公开的检测装置都是对单一金属离子进行检测，未见应用同一种DNA探针同时针对两种离子进行测量的装置。
背景技术文献：
专利文献1：CN103969237A
专利文献2：CN103399062A
实用新型内容
1.要解决的技术问题
本实用新型的目的在于提供一种无标记，简单，灵敏的基于Hg2+和Pb2+诱导DNA链结构发生改变的电化学DNA生物传感检测装置。
2.技术方案
本实用新型的目的主要通过以下的技术方案来实现。一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置，包括：对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器，电化学工作站和计算机。所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器通过电极线与所述电化学工作站相连接，所述电化学工作站通过数据线与所述计算机相连接。
优选地，所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器包括：工作金电极，参比电极，辅助电极，反应池和法拉第箱。所述工作金电极，参比电极和辅助电极放置于含有反应液的所述反应池中，所述反应池放置于所述法拉第箱中。
优选地，所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器的所述工作电极，参比电极和辅助电极产生的电信号，由电化学工作站进行采集并进一步传输至计算机中进行分析处理。
优选地，所述工作金电极为DNA修饰金电极的工作电极，所述参比电极为Ag/AgCl饱和KCl溶液的参比电极，所述辅助电极为铂丝对电极，所述反应池为含有[Fe(CN)6]3-/4-测量溶液的反应池，所述法拉第箱为室温下一个封闭的法拉第箱，即电化学测量在室温下一个封闭的法拉第箱中完成。
优选地，关于所述工作金电极，DNA序列5＇端为HO-(CH2)6-SS-结构，通过将处理干净的金电极浸泡在DNA容易中发生自组装，带巯基的3DNA依靠Au-S键的作用即可以固定于金电极的表面。从而在金电极表面形成了对Hg2+，Pb2+有特异性检测能力的DNA探针。
3.有益效果
本实用新型的有益效果在于，对比以往环境水体Hg2+，Pb2+检测的常规装置，所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置可以对Hg2+，Pb2+同时实现定性检测，具有结构简单，操作简便、测定快速的优点，以此判断实际样品中Hg2+，Pb2+的含量是否超标，具有较高的实用价值。
由于所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器主要由两部分功能DNA构成，进而达到检测两种特异重金属的目的。
附图说明
图1为依照本实用新型优选实施例构成的一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置的结构示意图；
图2为图1中对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置的工作电极表面DNA片段放大结构示意图；
图3为图2中对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置的工作电极与Hg2+作用后的放大结构示意图；
图4为图2中对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置的工作电极与Pb2+作用后的放大结构示意图。
图中：
1-对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器；
2-电化学工作站；
3-计算机；
4-工作金电极；
5-参比电极；
6-辅助电极；
7-反应池；
8-法拉第箱；
9-电极线；
10-数据线；
11-工作电极表面连接的Au-S键；
12-特异性检测Hg2+，Pb2+的DNA探针；
13-与Hg2+作用后的DNA探针；
14-与Pb2+作用后的DNA探针。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本实用新型的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本实用新型，并能够实施本实用新型。在不违背本实用新型原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
图1为依照本实用新型优选实施例构成的一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置的结构示意图。在本实用新型的优选实施例中，所述一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置包括：对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器1，电化学工作站2和计算机3。所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器1通过电极线9与所述电化学工作站2相连接，所述电化学工作站2通过数据线10与所述计算机3相连接。
在进一步优选的实施例中，所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器1包括：工作金电极4，参比电极5，辅助电极6，反应池7和法拉第箱8。所述工作金电极4，参比电极5和辅助电极6放置于含有反应液的所述反应池7中，所述反应池7放置于所述法拉第箱8中。所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器1的所述工作金电极4，参比电极5和辅助电极6产生的电信号，由电化学工作站2进行采集并进一步传输至计算机3中进行分析处理。
在又一优选的实施例中，所述工作金电极4为DNA修饰金电极的工作电极，所述参比电极5为Ag/AgCl(饱和KCl溶液)的参比电极，所述辅助电极6为铂丝对电极，所述反应池7为含有[Fe(CN)6]3-/4-测量溶液的反应池，所述法拉第箱8为室温下一个封闭的法拉第箱，即电化学测量在室温下一个封闭的法拉第箱8中完成。
在又一优选的实施例中，关于所述工作金电极4，DNA序列5＇端为HO-(CH2)6-SS-结构，通过将处理干净的金电极浸泡在DNA溶液中发生自组装，带巯基的3DNA依靠Au-S键的作用即可以固定于金电极的表面。从而在金电极表面形成了对Hg2+，Pb2+有特异性检测能力的DNA探针。
本实用新型的制作过程如下：包括以下四个步骤：
(1)预处理与活化所述工作金电极4：将金电极在抛光布上用Al2O3粉末抛光至镜面，用去离子水充分冲洗后，依次用乙醇和水在超声波中超声，将处理后的金电极在H2SO4溶液中进行活化，取出后用去离子水冲洗干净，再用氮气吹干，即可得到干净的金电极表面。
(2)组装所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器1：将处理干净的金电极浸泡在DNA溶液中进行自组装。通过这种方法，带巯基的DNA依靠Au-S键的作用即可固定于金电极的表面。
(3)搭建所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置：将所述反应池7放置于所述法拉第箱8中的电极支架下，在支架上固定所述工作金电极4，参比电极5和辅助电极6，通过调节所述电极支架高低，将所述工作金电极4，参比电极5和辅助电极6放置于反应池7中的反应液中。
(4)搭建电化学信号检测平台：所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器1通过电极线9与所述电化学工作站2相连接，所述电化学工作站2通过数据线10与所述计算机3相连接。
(5)检测电化学信号：将组装有特异DNA片段的金电极用缓冲溶液充分淋洗后，利用三电极系统通过电化学工作站测量其阻抗值。
使用本实用新型的对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置进行实验的过程如下：包括以下四个步骤：
(1)先将所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置按照上述步骤组装并充分淋洗。
(2)将装有DNA的所述工作金电极4分别放置在Hg2+，Pb2+溶液中作用一天，待充分反应。
(3)用缓冲溶液充分淋洗所述工作金电极4并进行电化学阻抗测量。测定方法为：交流阻抗法，交流电压振幅为10mV，频率范围为1Hz-1000KHz，平衡电位为0.25VvsAg/AgCl饱和参比电极(0.25V为在缓冲溶液中氧化还原探针[Fe(CN)6]3-/4-的标准电位)。
(4)通过测量工作金电极中DNA与Hg2+，Pb2+反应前后阻抗变化情况发现，当先后与Hg2+，Pb2+反应后阻抗依次减小，表明该DNA与Hg2+，Pb2+发生了特异性反应，造成DNA构型发生了变化(参见图2-4)。
本实用新型优选实施例的有益效果在于，对比以往环境水体Hg2+，Pb2+检测的常规装置，所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置可以对Hg2+，Pb2+同时实现定性检测，具有结构简单，操作简便、测定快速的优点，以此判断实际样品中Hg2+，Pb2+的含量是否超标，为实际应用提供了可行性。
尽管在上文中参考特定的实施例对本实用新型进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本实用新型公开的原理和范围内，可以针对本实用新型公开的配置和细节做出许多修改。本实用新型的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。
Claims (4)
1.一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置，包括：对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器(1)，电化学工作站(2)和计算机(3)；所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器(1)通过电极线(9)与所述电化学工作站(2)相连接，所述电化学工作站(2)通过数据线(10)与所述计算机(3)相连接；
其特征在于，
所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器(1)包括：工作金电极(4)，参比电极(5)，辅助电极(6)，反应池(7)和法拉第箱(8)；所述工作金电极(4)，参比电极(5)和辅助电极(6)放置于含有反应液的所述反应池(7)中，所述反应池(7)放置于所述法拉第箱(8)中。
2.如权利要求1所述的一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置，其特征在于，所述对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感器(1)的所述工作金电极(4)，参比电极(5)和辅助电极(6)产生的电信号，由电化学工作站(2)进行采集并进一步传输至计算机(3)中进行分析处理。
3.如权利要求1所述的一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置，其特征在于，所述工作金电极(4)为DNA修饰金电极的工作电极，所述参比电极(5)为Ag/AgCl饱和KCl溶液的参比电极，所述辅助电极(6)为铂丝对电极，所述反应池(7)为含有[Fe(CN)6]3-/4-测量溶液的反应池，所述法拉第箱(8)为室温下一个封闭的法拉第箱。
4.如权利要求3所述的一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的DNA生物传感检测装置，其特征在于，所述工作金电极(4)的DNA序列5＇端为HO-(CH2)6-SS-结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520715347.4U CN205003110U (zh) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | 一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520715347.4U CN205003110U (zh) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | 一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205003110U true CN205003110U (zh) | 2016-01-27 |
Family
ID=55159993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520715347.4U Expired - Fee Related CN205003110U (zh) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | 一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205003110U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107741446A (zh) * | 2016-11-18 | 2018-02-27 | 广东海洋大学 | 基于纳米通道限域效应的汞离子电化学传感器及其用途 |
| CN113899799A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-07 | 山东理工大学 | 一种检测水质中重金属铅、汞的适配体电化学传感器的制备方法 |
-
2015
- 2015-09-15 CN CN201520715347.4U patent/CN205003110U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107741446A (zh) * | 2016-11-18 | 2018-02-27 | 广东海洋大学 | 基于纳米通道限域效应的汞离子电化学传感器及其用途 |
| CN113899799A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-07 | 山东理工大学 | 一种检测水质中重金属铅、汞的适配体电化学传感器的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Herdan et al. | Field evaluation of an electrochemical probe for in situ screening of heavy metals in groundwater | |
| CN102706940B (zh) | 可用于检测水体中痕量汞的电化学传感器及其制备方法和应用 | |
| CN104007155B (zh) | 一种用于检测水体中痕量汞的电化学传感器及其制备方法和应用 | |
| CN106018506B (zh) | 一种利用电化学传感器检测铅离子的方法 | |
| CN107367534A (zh) | 一种中性红‑金复合材料修饰电极检测半胱氨酸的方法 | |
| CN107422014B (zh) | 用于检测碱性磷酸酶的修饰电极及制备方法与检测方法 | |
| CN103278551A (zh) | 一种基于活性炭两电极体系的重金属电化学传感器及其检测方法 | |
| CN108732216A (zh) | 一种电化学还原氧化石墨烯修饰电极及其检测水中重金属六价铬离子的应用 | |
| CN102608187A (zh) | 空壳纳米金修饰的乙酰胆碱酯酶生物传感器的制备方法 | |
| CN106248770A (zh) | 一种快速检测杀螟硫磷农药残留的电化学方法 | |
| Vacek et al. | Ex situ voltammetry and chronopotentiometry of doxorubicin at a pyrolytic graphite electrode: Redox and catalytic properties and analytical applications | |
| CN103472123A (zh) | 基于金属标记和生物亲和的原位阳极溶出伏安分析方法 | |
| CN205003110U (zh) | 一种对Hg2+，Pb2+有特异性检测的电化学DNA生物传感检测装置 | |
| CN105259231A (zh) | 用于土霉素检测的电化学适体电极及其制备方法 | |
| CN105241945B (zh) | 一种用于铀酰离子检测的传感器、其制备方法及应用 | |
| CN110441535A (zh) | 一种基于Pd NCs功能化CuInOS检测降钙素原的电化学免疫传感器的制备方法 | |
| CN105911128A (zh) | 一种无酶葡萄糖电化学传感器及其应用 | |
| CN105372321A (zh) | 基于目标分子发卡组装的铀酰离子传感器、其制备方法及应用 | |
| CN108362753B (zh) | 基于计时电位溶出法的痕量重金属检测系统及检测方法 | |
| CN111122552A (zh) | 一种单颗粒电化学发光成像技术监测细胞分泌铜离子的方法 | |
| CN105806832A (zh) | 一种基于电致化学发光和光电化学双功能的过氧化氢传感器的制备方法及应用 | |
| CN107037095B (zh) | 一种电位选择比率光电化学生物传感器构建的方法 | |
| CN205898741U (zh) | 探测海底热液的数据自容式丝状三电极传感系统 | |
| CN101907598A (zh) | 一种检测镉离子浓度的方法 | |
| CN109490383A (zh) | 一种可快速检测水环境中抗生素的传感器及检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160127 Termination date: 20210915 |