快速可视化检测Hg2+的荧光双发射ssDNA-银簇探针及制备方法

本发明涉及荧光材料制备，具体为一种快速可视化检测hg2+的荧光双发射ssdna-银簇探针及制备方法。

背景技术：

1、低浓度的汞污染物也具有高毒性，严重危害环境和人类健康。二价汞离子(hg2+)水溶性好且稳定存在，是汞污染物中最常见的形式。hg2+进入土壤和水体后，细菌可将其转化为有机汞，经食物链被人类吸收，产生慢性中毒，损害脑、肾、胃和肠道，甚至引起死亡。因此，监测土壤和水体中hg2+的含量十分重要。

2、目前用于检测微量/痕量hg2+的经典方法主要有原子吸收光谱、原子发射光谱、x-射线光谱、电感耦合等离子体-质谱等。这些方法需要对样品进行复杂的前处理，十分耗时，测试费用高，并且难以实现快速现场检测。

3、目前报道的可视化检测hg2+的比色法和荧光法灵敏度普遍较低(一般仅能实现微量hg2+的可视化检测)，检测时间较长(通常需要反应30min后再检测)，难以实现痕量hg2+的快速现场检测。由于比率荧光分析法灵敏度和准确度更高、选择性好，近年来比率荧光分析法被广泛用于环境安全监测等领域。但是这些已见报道的比率荧光法通常需要制备两种或两种以上的探针，且探针制备方法/步骤较复杂，耗时繁琐，汞离子检测耗时长、成本较高。

技术实现思路

1、针对上述存在问题，本发明旨在提供一种快速可视化检测hg2+的荧光双发射ssdna-银簇探针及制备方法，该探针为一种用于快速可视化检测痕量hg2+的荧光双发射ssdna-agncs探针。该探针制备方法简单高效、低耗环保，双发射荧光探针检测hg2+的方法简便快速、灵敏准确、成本较低。

2、为了实现以上发明目的，本发明的具体技术方案如下：

3、一种快速可视化检测hg2+荧光双发射ssdna-agncs探针，该探针含有可同时发射强烈红色荧光和弱绿色荧光的模板ssdna，ssdna的序列为5’-aacaaagccccccccccccctttttttttt-3’。

4、本发明的第一个发明目的是保护上述荧光双发射ssdna-agncs探针在快速可视化检测hg2+中的应用。

5、本发明的第二个发明目的是保护上述快速可视化检测hg2+荧光双发射ssdna-agncs探针的制备方法，包括以下步骤：

6、在tris-hac缓冲液中加入ssdna水溶液和agno3溶液，混匀后室温避光反应一段时间；然后加入新配的nabh4溶液，室温避光孵育过夜，得到ssdna-agncs探针，即双发射ssdna-agncs探针，冷藏保存。

7、作为本技术中一种较好的实施方式，在所述的快速可视化检测hg2+荧光双发射ssdna-agncs探针的制备方法中，ssdna、agno3与nabh4的最终摩尔比为1～3:12～48:6～36。

8、作为本技术中一种较好的实施方式，在所述的快速可视化检测hg2+荧光双发射ssdna-agncs探针的制备方法中，tris-hac缓冲液、ssdna水溶液和agno3溶液混匀后室温避光反应时间为20～100分钟。

9、作为本技术中一种较好的实施方式，在所述的快速可视化检测hg2+荧光双发射ssdna-agncs探针的制备方法中，tris-hac缓冲液为5～30.0mmol/l,ph为6.0～8.4；ssdna溶液与tris-hac缓冲液的摩尔比为1～4:100～1000。

10、作为本技术中一种较好的实施方式，所述的双发射ssdna-agncs探针检测hg2+的应用，其具体应用步骤为：

11、将ssdna-agncs探针溶液与tris-hac缓冲液混合按体积比1～4:1～4混合，随后加入不同浓度hg2+的标准溶液或含hg2+的样本溶液；混合溶液在室温下静置反应1～30分钟后，用手机记录不同hg2+含量下体系的荧光照片；同时测定体系的双荧光发射光谱；接着根据标准溶液的荧光色卡通过肉眼或手机软件image j可快速半定量/定量样本溶液中hg2+浓度；最后根据红绿双发射峰荧光强度比值与hg2+浓度的关系建立标准曲线，据此准确可准确定量样本溶液中hg2+的含量。

12、作为本技术中一种较好的实施方式，ssdna-agncs探针溶液与tris-hac缓冲液的体积比为1:1混匀，然后在室温下静置反应5min。

13、作为本技术中一种较好的实施方式，探针的荧光激发波长分别为440nm和560nm。

14、作为本技术中一种较好的实施方式，探针的最大荧光发射波长分别为530nm和630nm。

15、工作原理：

16、本发明所述的双发射荧光探针是由特定序列的单链dna为模板在水溶液体系和温和的条件下制备得到银簇(ssdna-agncs)。所述的ssdna-agncs荧光探针能发射弱的绿色荧光和强的红色荧光，手提紫外灯照射下肉眼可见探针溶液发射红色荧光。本发明利用ssdna-agncs溶液作为唯一的信号和目标物识别探针，不同浓度的hg2+与探针溶液在室温下反应5min后，紫外灯照射下肉眼可见探针溶液荧光从红色逐渐变成黄色至绿色，因此，根据荧光信号通过肉眼或手机软件可快速辨识不同浓度的hg2+，可实现hg2+浓度低至10.0nmol/l水样的现场快速可视化检测。通过手机软件快速识别荧光照片rgb值，可以准确快速现场可视化检测痕量hg2+。另外通过荧光分光光度计记录探针与hg2+反应前后的荧光发射光谱，痕量hg2+引起红色荧光强度快速降低，同时绿色荧光逐渐增强，因此根据hg2+引发两种不同发射波长荧光强度的比率变化还能快速准确定量检测hg2+浓度。所以本发明开发了一种简便、快速、准确、高效、低耗、环保的方法制备荧光双发射ssdna-agncs，该探针作为唯一信号和目标物识别探针应用于水体痕量hg2+的快速可视化检测和比率荧光检测。

17、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

18、(1)比率型荧光探针的合成条件温和(室温及冷藏)，水溶液体系，无需有机溶剂，能耗低，环保绿色低成本；

19、(2)仅需要1条ssdna作为模板和稳定剂制备双发射荧光探针，探针制备工序简单，条件温和，可控性好，合成的探针荧光性能重现性和稳定性较好；

20、(3)探针检测汞离子室温反应，响应时间较短，仅需5min；

21、(4)荧光信号检测可用肉眼直接观察溶液荧光颜色和强度，进行hg2+的快速现场可视化检测；

22、(5)荧光信号检测可用手机软件根据溶液荧光rgb值，快速现场定量hg2+含量；

23、(6)还可用荧光分光光度计分别记录溶液在440nm和560nm激发波长下的绿色和红色荧光发射光谱，通过比率荧光法准确检测样品中hg2+的含量。

24、(7)实际水样无需复杂前处理，仅需带滤膜的注射器处理；水样hg2+检测结果表明，本发明与国家标准方法检测结果一致，检测结果准确可靠。

25、(8)制备的荧光探针能够可视化检测浓度低至到10.0nmol/l hg2+。