一種修飾玻碳電極的制備方法及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種Ru(bpy)32+-金納米粒子-DNA-二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極的制備方法，具體地，包括：玻碳電極的拋光；涂覆Ru(bpy)32+，制備Ru(bpy)32+修飾玻碳電極；涂覆金納米粒子，制備Ru(bpy)32+-金納米粒子修飾玻碳電極；涂覆單鏈DNA，制備Ru(bpy)32+-金納米粒子-DNA修飾玻碳電極，其中所述單鏈DNA序列富含堿基T，結合Hg2+后能互補形成穩定的雙鏈DNA結構，且所述單鏈DNA序列的5’末端連接有SH-(CH2)6基團；涂覆二茂鐵功能化石墨烯，制備Ru(bpy)32+-金納米粒子-DNA-二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極。本發明制備的修飾玻碳電極可用于檢測水樣中汞離子含量，具有良好的電化學發光性能及優異的穩定性和重現性，靈敏度高，操作簡單方便。
【專利說明】一種修飾玻碳電極的制備方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及電化學發光領域，具體涉及一種Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極的制備方法及其應用。
【背景技術】
[0002]汞是一種廣泛分布于環境中的毒性金屬元素，是電池、采礦等行業常用的重金屬之一。汞可通過呼吸道、皮膚或消化道等不同途徑侵入人體，食物鏈對于汞有極強的富集能力，汞的毒性是積累的，以慢性為多見，以精神-神經異常、齒齦炎、震顫為主要癥狀。因此，汞離子的定性檢測和定量分析對生命、環境和醫學科學以及工農業生產等都具有重要的意義。
[0003]目前，水溶液中汞離子的檢測和定量分析的傳統方法有:分光光度法、原子吸收光譜、等離子發射光譜、冷原子熒光光譜、氣相色譜等，檢測原理是光誘導電子轉移(PET)、分子內電荷轉移(ICT)及化學反應體系等，雖然這些方法的靈敏度很高，但是所需儀器設備和分析成本昂貴、操作繁雜，耗時長，不能滿足簡單快速檢測痕量汞的需求。新出現的生物傳感器法(酶抑制法)在檢測汞離子時，具有快速、簡便、成本低廉的優勢，但是檢出限較高，線性響應范圍窄。
[0004]電化學發光(Electrochemiluminescence, ECL)是化學發光和電化學共同作用的結果，是指基態分子通過參與電化學反應獲得能量后躍遷到激發態，激發態再回到基態時發光的現象，具有檢測裝置簡單，靈敏度高，可控制反應程度等優點，但目前的電化學傳感器在檢測汞離子方面往往缺乏選擇性。DNA生物傳感器是將核酸作為分子識別及檢測層并與各種物理的、化學的換能器相結合而產生的一種可以在物質分子水平上進行快速檢測、監控的微量分析技術。DNA生物傳感器在穩定性、可重復性、快速性、便捷性、靈敏度等方面的優點。將電化學方法應用于DNA生物傳感器是近年來發展非常迅速的一個研究領域。生物大分子DNA與電化學轉換器(即電流型或電位型的電極)組合即可構成DNA電化學生物傳感器。此類傳感器具有電極制作簡便、使用壽命長、重復性好、靈敏度高、成本低、能耗少、易攜帶、不破壞測試樣品、不受溶液顏色影響、易于實現微型化等諸多優點。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種快速靈敏檢測水樣中痕量汞離子的DNA電化學生物傳感器(即電極)的制備方法及其應用。
[0006]一方面，本發明提供了一種修飾玻碳電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)對玻碳電極進行預處理；
(2)三聯卩比唳釕(Ru(bpy) 32+)涂覆:將Ru (bpy) 32+涂覆到步驟(I)所述的預處理后的玻碳電極表面，形成Ru (bpy) 32+修飾玻碳電極；
(3)金納米粒子涂覆:將金納米粒子涂覆到步驟(2)得到的Ru(bpy) 32+修飾的玻碳電極表面，形成表面覆蓋有金納米粒子膜的Ru (bpy) 32+-金納米粒子修飾玻碳電極；
(4)DNA涂覆:將單鏈DNA涂覆到步驟(3)得到的Ru (bpy) 32+-金納米粒子修飾玻碳電極表面，形成Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA修飾玻碳電極；
(5)二茂鐵功能化石墨烯涂覆:將二茂鐵功能化石墨烯涂覆到步驟(4)得到的Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA修飾玻碳電極表面，形成Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極；
其中，所述單鏈DNA序列富含堿基T，結合Hg2+后能互補形成穩定的雙鏈DNA結構，且所述單鏈DNA序列的5’末端連接有SH- (CH2) 6基團。
[0007]在本發明的一個具體實施例中，步驟(2 )所述的Ru (bpy) 32+涂覆通過以下方式進行:將步驟(1)所述的預處理后的玻碳電極放入0.1~1.0禮仙0^7)32+和0.01~0.1MKNO3的混合溶液中，在以經過預處理后的玻碳電極為工作電極的三電極體系中進行恒電位掃描，其中，電壓為1.8~2.0V,掃描時間為5~IOmin ;取出電極后，用去離子水洗漆；室溫干燥。
[0008]在本發明的一個具體實施例中，步驟(3)所述的金納米粒子涂覆通過以下方式進行:將步驟(2)得到的Ru(bpy)32+修飾的玻碳電極放入0.01~0.1M氯金酸溶液中，在以Ru (bpy) 32+修飾玻碳電極為工作電極的三電極體系中，控制電位在-1.0~1.1V，用計時電流法電沉積5~20s ;取出電極后,用去尚子水洗漆；室溫干燥。
[0009]在本發明的一個具體實施例中，步驟(4)所述的DNA涂覆通過以下方式進行:將步驟(3)得到的Ru (bpy) 32+-金納米粒子修飾玻碳電極浸入5~10 μ MDNA溶液中浸泡3~
3.5h ;然后，在I~5mM巰基乙醇溶液中處理45~60min ;用磷酸鹽緩沖液洗滌。
[0010]在本發明的一個具體實施例中，步驟(5)所述的二茂鐵功能化石墨烯涂覆涂覆通過以下方式進行:將步驟(4)得到的Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA修飾玻碳電極浸入I~2mg.mL—1 二茂鐵功能化石墨烯溶液中45~60 min ;用磷酸鹽緩沖液洗漆。
[0011]在本發明的一個具體實施例中，步驟(1)所述的玻碳電極預處理通過以下方式進行:將玻碳電極用a -Al2O3拋光粉拋光；用去離子水洗滌干凈；分別在去離子水和乙醇中超聲 IOmin0
[0012]另一方面，本發明還提供了利用本法的方法所制成的修飾玻碳電極在檢測水樣中萊尚子含量的應用。
[0013]在本發明的一個具體實施例中，本發明的修飾玻碳電極在檢測水樣中汞離子的應用包括以下步驟:
1)將Ru(bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極浸入待檢測水樣中25~35min,然后用磷酸鹽緩沖液清洗所述電極；
2)將Ru(bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極作為工作電極的三電極體系中，以0.05~0.1M三正丙胺溶液作為檢測液進行電化學及電化學發光檢測。
[0014] 本發明在玻碳電極表面進行Ru(bpy)32+和金納米粒修飾，又通過在修飾玻碳電極表面自組裝單鏈DNA和二茂鐵功能化石墨烯來構建DNA電化學發光生物傳感器，即Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA-二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極。該DNA電化學發光生物傳感器利用單鏈DNA對石墨烯獨特的吸附來實現二茂鐵(Fe)對Ru (bpy) 32+電化學光學信號的淬滅，由于Hg2+能夠與單鏈DNA序列中的T-T堿基對發生特異性結合形成穩定的T-Hg2+-T配合物結構，從而使單鏈DNA發生構象變化，形成穩定的雙鏈結構，不再吸附石墨烯，使得二茂鐵石墨烯從DNA鏈脫離，傳感器中Ru(bpy)32+電化學光學信號得以恢復，通過傳感器的電化學光學信號的淬滅和恢復，實現可視化檢測環境水質中的痕量重金屬污染離子Hg2+。與現有技術相比，本發明設計的DNA電化學發光生物傳感器具有如下優點:1)具有較好的穩定性、重現性，對汞離子具有很高的選擇性；2)將石墨烯與金納米粒子修飾于電極表面，利用了石墨烯與金納米粒具有的優良導電、高比表面積等特性，從而極大的增加了電極的靈敏度；3)操作簡單方便，能夠快速準確檢測水樣中的痕量汞離子。因此，本發明設計的DNA電化學發光生物傳感器在檢測環境水質中重金屬離子方面體現出良好的發展前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的修飾玻碳電極用于檢測汞離子的的實驗原理圖。
[0016]圖2為一個實施例中不同玻碳電極的循環伏安圖。
[0017]圖3為本發明一個實施例的修飾玻碳電極在不同修飾階段的的電化學阻抗。
[0018]圖4顯示Hg2+濃度和結合時間對本發明實施例修飾玻碳電極的電化學發光強度的影響。
[0019]圖5顯示pH值和鹽濃度對本發明實施例修飾玻碳電極的電化學發光強度的影響。
[0020]圖6為本發明一個實施例的修飾玻碳電極在不同修飾階段的電化學發光信號。
[0021]圖7為本發明一個實施例的修飾玻碳電極檢測不同濃度Hg2+的電化學發光信號時，電化學發光強度與Hg2+濃度的標準曲線圖。
[0022]圖8為本發明一個實施例的修飾玻碳電極抗干擾性測試圖。
【具體實施方式】
[0023]電化學發光檢測，是在化學發光的基礎上發展起來的一種新的分析方法，是化學發光與電化學相互結合的產物，具有高靈敏度、高選擇性、易于實現連續自動分析等特點。Ru(bpy)32+由于具有良好的受激發特性，在電化學發光領域日益受到人們的重視。二茂鐵及其衍生物一直是配位結構化學和無機光化學研究的重要對象，其特殊的結構和對Ru (bpy) 32+等光敏劑的淬滅作用在基礎研究中具有重要意義。
[0024]納米金顆粒具有獨特的物理、化學性質和良好的生物兼容性，已廣泛用于DNA電化學生物傳感器中。金納米粒子在電化學生物傳感器中的應用主要在兩個方面:一是改進可分子識別物質的固定化方法，提高固定量；二是提高電化學信號指示劑的靈敏度，從而DNA電化學生物傳感器的檢測靈敏度，縮短檢測時間和提高檢測通量。
[0025]石墨烯是單層碳原子緊密堆積形成的流放蜂巢晶格結構的晶體，獨特的結構使其具有優異的電學、熱學、力學及化學性質，使得其可以作為新型的傳感器材料。石墨烯可以通過J1-Ji堆積作用有效地吸附單鏈DNA,但是由于雙鏈DNA本身的剛性結構和外兩側磷酸骨架的親水性不能有效地發生堆積作用，所以石墨烯不能有效地吸附雙鏈DNA。
[0026]本發明巧妙利用了上述物質之間的相互作用關系，設計出一種能夠用于檢測汞離子的Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極,其檢測萊離子的原理如圖1所示。在沒有Hg2+時，單鏈DNA吸附石墨烯，從而實現二茂鐵對Ru (bpy) 32+電化學光學信號的淬滅；在存在Hg2+時，由于Hg2+能夠與單鏈DNA序列中的T-T堿基對發生特異性結合形成穩定的T-Hg2+-T配合物結構，從而使單鏈DNA發生構象變化，形成穩定的雙鏈結構，不再吸附石墨烯，使得二茂鐵石墨烯從雙鏈DNA脫離，傳感器中Ru (bpy) 32+電化學光學信號得以恢復。通過電化學光學信號的淬滅和恢復，以及顯示強度，可以實現對水樣中痕量Hg2+的檢測。
[0027]為了研究本發明的修飾玻碳電極檢測汞離子的電極反應性質、機理和電極過程動力學等參數，預處理后的玻碳電極在進行修飾前，采用三電極系統循環伏安法進行檢測。在一個實施例中，將工作電極為預處理后的玻碳電極，對電極為鉬絲電極，參比電極為Ag/A g CI電極的三電極系統，在0.5 M硫酸中，對玻碳電極進行循環伏安掃描，其中設置電壓為-0.2~1.6V，檢測完畢后，用去離子水沖洗玻碳電極，吹干玻碳電極表面，備用。同樣地，在DNA電化學生物傳感器，即Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極制備完成時，也需要進行循環伏安掃描，在一個實施例中，將制備完成的修飾玻碳電極放入0.05~0.1M三正丙胺溶液中進行循環伏安掃描，其中電壓范圍是0.2~1.3V，掃描速率是50~IOOmV.s_\光電倍增管高壓設置為-800~-1000V。
[0028]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，本文所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0029]實施例1
本發明使用電化學工作站及MP1-B型多參數化學發光分析測試系統。
[0030]1.玻碳電極預處理:玻碳電極經0.05 μ m的a -Al2O3拋光粉拋光后,用去離子水沖洗干凈，并分別在去離子水和乙醇中超聲10 min。采用三電極系統檢測，工作電極為玻碳電極，對電極為鉬絲電極，參比電極為Ag/AgCl電極，在0.5M硫酸中，設置電壓為-0.2~1.6V，對玻碳電極進行循環伏安掃描，檢測完畢后，用去離子水沖洗電極，吹干電極表面，備用。
[0031]2.修飾玻碳電極的制備:
I)將預處理后電極放入0.1mMRu (bpy) 32+和0.01MKNO3的混合溶液中，在電化學工作站上控制陽極電位在1.8V處恒電位處理5min，取出電極，用去離子水洗滌，室溫干燥；將電極放入0.01M氯金酸溶液中，在電化學工作站上控制電位在-1.0~1.1V計時電流法電沉積5s,取出電極，用去尚子水洗漆，室溫干燥。
[0032]2)將步驟I)得到的修飾電極浸入ΙΟμΜ單鏈DNA溶液中浸泡3h，然后在ImM巰基乙醇溶液中處理60min，用磷酸鹽緩沖液清洗修飾玻碳電極；再將將玻碳電極浸入2mg ?mL-1 二茂鐵功能化石墨烯溶液中60min,用磷酸鹽緩沖液清洗電極,得到Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極。
[0033]其中，單鏈DNA 的核苷酸序列為 5’ ATTCTTTGTTCTCCCCTGTTCTTTGTT T-3’，由生物公司合成。為了增強DNA和金納米粒子之間的連接，在合成單鏈DNA時，在其5’末端連接有巰基基團(SH-(CH2)6),通過巰基-Au作用連接DNA和金納米粒子。
[0034]實施例2 1.玻碳電極預處理:玻碳電極經0.3 μ m的a -Al2O3拋光粉拋光后，用去離子水沖洗干凈，并分別在去離子水和乙醇中超聲lOmin。采用三電極系統檢測，工作電極為玻碳電極，對電極為鉬絲電極，參比電極為Ag/AgCl電極，在0.5M硫酸中，設置電壓為-0.2~1.6V，對玻碳電極進行循環伏安掃描，檢測完畢后，用去離子水沖洗電極，吹干電極表面，備用。[0035]2.修飾玻碳電極的制備:
I)將預處理后電極放入1.0mMRu(bpy)32+和0.1MKNO3的混合溶液中，在電化學工作站上控制陽極電位在2.0V處恒電位處理lOmin，取出電極，用去離子水洗滌，室溫干燥；將電極放入0.1M氯金酸溶液中，在電化學工作站上控制電位在-1.0~1.1V計時電流法電沉積20s,取出電極，用去尚子水洗漆，室溫干燥。
[0036]2)將步驟I)得到的修飾電極浸入5 μ M單鏈DNA溶液中浸泡3.5h，然后在5mM巰基乙醇溶液中處理60min,用磷酸鹽緩沖液清洗修飾玻碳電極；再將將玻碳電極浸入Img ?mL—1二茂鐵功能化石墨烯溶液中45min,用磷酸鹽緩沖液清洗電極,得到Ru(bpy)32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極。
[0037]其中，單鏈DNA 的核苷酸序列為 5’ ATTCTTTGTTCTCCCCTGTTCTTTGTT T-3’，由生物公司合成。為了增強DNA和金納米粒子之間的連接，在合成單鏈DNA時，在其5’末端連接有巰基基團(SH-(CH2)6),通過巰基-Au作用連接DNA和金納米粒子。
[0038]修飾玻碳電極的性能檢測 I)循環伏安法檢測
圖2是不同玻碳電極的循環伏安圖，其中a為玻碳電極裸電極，b為金納米-玻碳電極，c為Ru (bpy) 32+-玻碳電極，d為Ru (bpy) 32+-金納米-玻碳電極。在0.01 M KNO3溶液中進行循環伏安掃描，曲線a很平滑，沒有明顯的氧化還原峰出現；對電極涂覆金納米粒子后，曲線b在0.922 V出現了氧化峰，說明金納米粒子已被有效地修飾在玻碳電極表面；對電極涂覆Ru (bpy) 32+后，曲線c在LOlV出現了一個明顯的氧化峰,表明Ru (bpy) 32+已經被有效地修飾在玻碳電極表面；再次在Ru (bpy) 32+修飾電極涂覆金納米粒子,制備Ru (bpy) 32+-金納米粒子修飾玻碳電極，曲線d在1.05 V出現了一個信號增強的氧化峰,這表明金納米粒子能夠有效增強電子傳遞效率，從而使得Ru (bpy) 32+的信號峰得到增強。
[0039]2)電化學阻抗檢測
圖3為不同修飾階段的玻碳電極的電化學阻抗。其中，曲線a是空白玻碳電極的奈奎斯特曲線，由圖可以看出，在5.0mM[Fe(CN)6] 3 74體系中，空白玻碳電極在高頻區呈現出了很小的弧度，得到的奈奎斯特曲線幾乎是直線，這表現了典型的空白電極表面快速電子傳遞過程。對電極涂覆Ru(bpy)32+和金納米粒子后，曲線b高頻區的曲線弧度明顯增大，可以解釋為Ru (bpy) 32+和金納米粒子對電極的修飾導致電極的一個非均面相界面產生從而改變了電極表面的電子傳遞特性。單鏈DNA和二茂鐵功能化石墨烯修飾電極后，電極的電導特性有所增強，如曲線c所示，其高頻區弧度比曲線b有所減少，說明二茂鐵功能化石墨烯可以有效促進電子傳遞。當Ru(bpy)32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極結合了 Hg2+之后，曲線d高頻區曲線弧度有所增大，說明二茂鐵功能化石墨烯脫離了 DNA表面。
[0040]3) Hg2+濃度和結合時間對電化學發光強度的影響
圖4是制備的Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極分別在0.05nM、lnM和IOOnM的Hg2+溶液中結合不同時間時所得到的電發光強度值，從而得出電化學發光強度和結合時間、Hg2+濃度三者之間的相互作用關系圖表。從圖4可以看出，電化學發光強度與結合時間、Hg2+濃度存在良好的線性關系。
[0041] 4)水環境對電化學發光強度的影響圖5顯示了 pH值(A)和氯化鈉濃度(B)對Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極的影響。由圖5可以看出，在pH為7.5左右和氯化鈉濃度為0.1M時能夠實現電極傳感器對Hg2+的最佳檢測。
[0042]5)電極傳感器穩定性研究
圖6顯示了在0.1M三正丙胺溶液中對不同電極進行電化學發光強度檢測，在一定時間內，傳感器的電化學發光強度不會有較大影響，比較穩定，其中a為玻碳電極裸電極；b為Ru (bpy) 32+-玻碳電極；c為Ru (bpy) 32+-金納米-單鏈DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極；d為Ru (bpy) 32+-金納米-雙鏈DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極。由圖6可以看出，當電壓為1.1~1.2V時，有Ru (bpy) 32+的電化學光強信號出現。圖6中間部分的時間與電化學發光強度關系圖表顯示，在0.1M三正丙胺溶液中，對修飾電極進行連續掃描，其電化學發光強度不會有較大影響，比較穩定，說明本發明的電極傳感器具有較好的穩定性。
[0043] 6)汞離子檢測
利用制備的修飾玻碳電極對水質中汞離子進行檢測，具體的檢測步驟如下:
I)將修飾玻碳電極浸入待檢測不同濃度的Hg2+溶液中30min，然后用磷酸鹽緩沖液清洗電極。
[0044]2)將修飾玻碳電極作為工作電極，在電化學工作站上使用0.1M三正丙胺溶液作為檢測液進行電化學發光檢測。(循環伏安掃描電壓范圍是0.2~1.25V，掃描速率是IOOmV.s_\光電倍增管高壓設置為-800V)。
[0045]圖7顯示了修飾玻碳電極在不同濃度的Hg2+溶液中(Hg2+濃度序列為0.05nm(a),
0.1nm (b), Inm (c), IOnm (d),20nm (e), 50nm (f)和 IOOnm (g))培育一定時間后，在 0.1M三正丙胺溶液中的電化學發光強度vs時間曲線。由圖可知，在最佳的實驗條件下，當Hg2+濃度在0.05~IOOnM之間時，隨著Hg2+濃度的變化，電化學發光強度有明顯變化。經過計算得到檢測Hg2+的線性方程為Λ JEa=371 lg^++4226.6，相關系數為0.9968，檢出限為18pM。
[0046]7)抗干擾性測試
為探究傳感器對其他潛在干擾離子的抗干擾性能，我們對可能與汞離子共存的不同離子進行了平行干擾測試實驗。在圖8所示的檢測中，汞離子濃度為ΙΟηΜ，其他離子濃度為500nM。由圖8可以看出，50倍稀釋的汞離子產生了十幾倍于干擾離子的響應信號，說明本實驗設計的傳感器具有良好的Hg2+識別選擇性。
[0047]最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種修飾玻碳電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (I)對玻碳電極進行預處理； (2 )Ru (bpy) 32+涂覆:將RU (bpy) 32+涂覆到步驟(1)所述的預處理后的玻碳電極表面，形成Ru (bpy) 32+修飾玻碳電極； (3)金納米粒子涂覆:將金納米粒子涂覆到步驟(2)得到的Ru(bpy) 32+修飾的玻碳電極表面，形成表面覆蓋有金納米粒子膜的Ru (bpy) 32+-金納米粒子修飾玻碳電極； (4)DNA涂覆:將單鏈DNA涂覆到步驟(3)得到的Ru (bpy) 32+-金納米粒子修飾玻碳電極表面，形成Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA修飾玻碳電極； (5)二茂鐵功能化石墨烯涂覆:將二茂鐵功能化石墨烯涂覆到步驟(4)得到的Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA修飾玻碳電極表面，形成Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極； 其中，所述單鏈DNA序列富含堿基T，結合Hg2+后能互補形成穩定的雙鏈DNA結構，且所述單鏈DNA序列的5’末端連接有SH- (CH2) 6基團。
2.如權利要求1所述的修 飾玻碳電極的制備方法，其中步驟(2)所述的Ru(bpy)32+涂覆通過以下方式進行:將步驟(1)所述的預處理后的玻碳電極放入0.1~1.0mMRu (bpy) 32+和0.01~0.1MKNO3的混合溶液中，在以經過預處理后的玻碳電極為工作電極的三電極體系中進行恒電位掃描，其中，電壓為1.8~2.0V,掃描時間為5~IOmin ;洗漆；干燥。
3.如權利要求1所述的修飾玻碳電極的制備方法，其中步驟(3)所述的金納米粒子涂覆通過以下方式進行:將步驟(2)得到的Ru (bpy) 32+修飾的玻碳電極放入0.01~0.1M氯金酸溶液中，在以Ru (bpy) 32+修飾玻碳電極為工作電極的三電極體系中，控制電位在-1.0~1.1V，用計時電流法電沉積5~20s ;洗滌；干燥。
4.如權利要求1所述的修飾玻碳電極的制備方法，其中步驟(4)所述的DNA涂覆通過以下方式進行:將步驟(3)得到的Ru (bpy) 32+-金納米粒子修飾玻碳電極浸入5~IOyMDNA溶液中浸泡3~3.5h ;然后，在I~5mM巰基乙醇溶液中處理45~60min ;用磷酸鹽緩沖液洗漆。
5.如權利要求1所述的修飾玻碳電極的制備方法，其中步驟(5)所述的二茂鐵功能化石墨烯涂覆涂覆通過以下方式進行:將步驟(4)得到的Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA修飾玻碳電極浸入I~2mg.mL—1 二茂鐵功能化石墨烯溶液中45~60min ;用磷酸鹽緩沖液洗滌。
6.如權利要求1所述的修飾玻碳電極的制備方法，其中步驟(1)所述的玻碳電極預處理通過以下方式進行:將玻碳電極用a -Al2O3拋光粉拋光；洗滌；分別在去離子水和乙醇中超聲lOmin。
7.如權利要求1~6任一所述方法制成的修飾玻碳電極在檢測水樣中汞離子含量的應用。
8.如權利要求7所述的應用，特征在于，包括以下步驟: O將所述Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極浸入待檢測水樣中25~35min，然后用磷酸鹽緩沖液清洗所述電極； 2)將所述Ru (bpy) 32+-金納米粒子-DNA- 二茂鐵功能化石墨烯修飾玻碳電極作為工作電極的三電極體系中，以0.05~0.1 M三正丙胺溶液作為檢測液進行電化學及電化學發光檢測 。
【文檔編號】G01N27/327GK103913496SQ201410072153
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】高文華, 卓邦榮, 陳耀文, 林月娟, 魯福身, 黃響 申請人:汕頭大學
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