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量子點生物傳感器在重金屬離子檢測中的應用

來源 : www.ztmjt.com   發布時間 : 2016-12-28

随着基于傳感器平台的生物傳感器技術的進一步發展,将量子點技能整合到生物傳感技能中,金屬離子是保障人體細胞正常任務、運行的主要環境。重金屬離子在體内的濃渡過低或者過高都會導緻機體的代謝紊亂,嚴重者會出現中毒死亡等後果。

量子點生物傳感器

量子點生物傳感器

研究發現,許多重金屬離子( Pb2+,Cd2+,Sn2+和 Hg+) 可與含羧酸化合物的羧基結合,基于這一原理,重金屬離子與巯基丙酸表面修飾的量子點共同構建離子型–量子點生物傳感器平台,通過電子轉移反應對量子點熒光産生猝滅或增強作用,據此可對這些重金屬離子進行定性或定量分析。Hosseini 等研究發現,Hg2+可結合到巯基丙酸修飾的CdS的末端羧基上,通過電子轉移反應使得量子點的發光強度減弱,利用離子型–量子點生物傳感器平台定量分析熒光值的變化,實現對 Hg2+的檢測,其檢出限可達 0.07 μg/L。然而在實際檢測中,該檢出限遠未達到人們對 Hg2+的痕量檢測要求。

因此,Chen等通過在石英晶體表面進行巯基丙酸修飾的CdTe層層自組裝,可将檢測信号級聯放大。自組裝則通過二甲基二烯丙基氯化铵( PDDA)的靜電“膠水”功能實現。

基于巯基表面修飾原理,夏姣雲等将巯基乙酸包被在量子點表面,同時利用巯基乙酸在溶液中的穩定性,在體系中引入過量的巯基乙酸,共同構成巯基乙酸–量子點傳感器,可定量分析 Cu2+, Ag2+, Pb2+等重金屬離子。

經條件優化後,利用熒光淬滅法檢測 Cu2+, Ag2+, Pb2+ 的線性區間分别為2.3~250 μg,3.2~300 μg 和4.3~150 μg,檢出限分别為0.28,0.53 和0.35 μg/L。通常,單個量子點生物傳感器檢測金屬離子的選擇性較差,如果将多個生物傳感器構建成傳感器陣列,結合化學計量學方法,則可提高對金屬離子的檢測特異性。

采用納米金和染料組合構成傳感器陣列,通過可見光譜檢測實現了對金屬離子混合體系的模式識别。這種生物傳感器陣列已經成為未來重金屬離子檢測的發展趨勢。

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