图示说明:120nm
SiO2@Au纳米粒子的TEM、Au元素分析、SEM表征图和检测汞离子原理图;

合肥研究院实现对水体中Hg高选择性、免标记的定量检测

近日,技术生物所黄青研究员课题组利用表面增强拉曼光谱技术实现了对水体中汞离子的选择性、免标记、半定量的检测。该项成果对实现实际水样中重金属离子的高选择性及准确检测具有一定的科学意义和实用价值,相关成果已在线发表在Sensors
and Actuators B:
Chemical
杂志上(https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.11.110)。

近日,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员黄青课题组,利用表面增强拉曼光谱技术,实现了对水体中汞离子的选择性、免标记、半定量的检测。该项成果对实现实际水样中重金属离子的高选择性及准确检测具有一定的科学意义和实用价值,相关成果在线发表在Sensors
and Actuators B: Chemical
上。

以上研究工作得到国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划等项目的支持。

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适配体SERS信号随汞离子浓度变化及定量测量曲线

表面增强拉曼光谱(SERS:surface enhanced Raman
spectroscopy)作为一种正在快速发展的技术,因其快速、无损和痕量检测等特点,得到广泛关注并开始走向实际应用。汞是一种毒性极强的重金属,对人体及生物体有很大危害。Hg作为汞在环境中的一种常见的存在形式,对其进行快速、可靠、有效测量具有必要性和迫切性,但基于SERS技术对其特异性和相对定量检测存在一定难度。为此,黄青等设计了能够有效的捕捉水样中的汞离子并产生拉曼散射增强效应的纳米粒子——适配体复合检测体系。研究人员在SiO2@Au纳米粒子表面修饰上能有效捕获汞离子的DNA适配体,利用DNA分子中T碱基和Hg形成T-Hg2+-T结构的特性,能够高效捕获Hg2+,并产生SERS信号改变。实验结果表明,在加入Hg后,设计DNA分子中的腺嘌呤产生736cm-1SERS信号与鸟嘌呤产生的位于660cm-1的SERS信号的峰强的比值会随检测Hg浓度增加而减小,并出现一些特征新峰,如550cm-1。计算表明,它来源于汞离子取代了T上的H在两个DNA分子间形成N-Hg-N结构而发生的伸缩振动。利用这些变化,可以对Hg的进行快速、特异性和半定量的痕量检测。

表面增强拉曼光谱(SERS:surface enhanced Raman
spectroscopy)作为一种正在快速发展的技术,因其快速、无损和痕量检测等特点得到广泛关注并开始走向实际应用。汞是一种毒性极强的重金属,对人体及生物体有很大的危害。Hg作为汞在环境中的一种常见的存在形式,对其进行快速、可靠、有效测量具有必要性和迫切性,但是基于SERS技术对其特异性和相对定量检测还存在一定难度。为此,黄青研究员等设计了一种能够有效的捕捉水样中的汞离子并产生拉曼散射增强效应的纳米粒子-适配体复合检测体系。课题组研究人员在SiO2@Au纳米粒子表面修饰上能有效捕获汞离子的DNA适配体,利用DNA分子中T碱基和Hg形成T-Hg2+-T结构的特性,能够高效捕获Hg2+,并产生SERS信号改变。实验结果表明,在加入Hg后,设计DNA分子中的腺嘌呤产生736cm-1SERS信号与鸟嘌呤产生的位于660cm-1的SERS信号的峰强的比值会随检测Hg浓度增加而减小,并出现一些特征新峰,如550cm-1。计算表明,它来源于汞离子取代了T上的H在两个DNA分子间形成N-Hg-N结构而发生的伸缩振动。利用这些变化,我们由此可以对Hg的进行快速、特异性和半定量的痕量检测。

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