硅基SERS芯片的构建及其检测水体中重金属离子的应用

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硅基SERS芯片的构建及其检测水体中重金属离子的应用

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简介： 随着经济社会的快速发展，环境污染问题日益严重，其中，重金属离子(如，铅离子、汞离子等)对水体的污染尤为突出。重金属离子由于其难降解性且易于在人体内富集，微量的重金属离子便可能产生严重的毒性效应，从而极大地危害人体健康。因此，发展新型、快速、灵敏和便捷的检测重金属离子的方法显得至关重要。本项目将重现性好、灵敏度高的硅基SERS 基底和与重金属离子具有特异响应的DNA 技术相结合，发展新型的硅基SERS 芯片用于实体水中重金属离子的检测。以检测铅离子、汞离子为例，在该SERS 基底表面同时组装上对铅离子和汞离子特异性响应的两种拉曼染料分子标记的DNA 序列，可实现对铅离子和汞离子的同时检测。同时存在铅离子和汞离子的时候，由于两种离子与相应的特异性DNA 发生反应，导致对应的DNA 构型发生变化，拉曼染料与SERS 基底之间的距离随之改变，从而使得相对应的拉曼峰的强度发生变化。根据拉曼峰强度的变化程度与重金属离子的浓度之间的关系可以建立标准曲线用以定量分析未知浓度的重金属离子。另外，由于该SERS 传感器具有芯片化的尺寸和多元化的检测能力，可以和便携式手持拉曼装置结合，能够有效的检测实际水体中重金属离子成分。
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随着经济社会的快速发展，环境污染问题日益严重，其中，重金属离子(如，铅离子、汞离子等)对水体的污染尤为突出。重金属离子由于其难降解性且易于在人体内富集，微量的重金属离子便可能产生严重的毒性效应，从而极大地危害人体健康。因此，发展新型、快速、灵敏和便捷的检测重金属离子的方法显得至关重要。本项目将重现性好、灵敏度高的硅基SERS 基底和与重金属离子具有特异响应的DNA 技术相结合，发展新型的硅基SERS 芯片用于实体水中重金属离子的检测。以检测铅离子、汞离子为例，在该SERS 基底表面同时组装上对铅离子和汞离子特异性响应的两种拉曼染料分子标记的DNA 序列，可实现对铅离子和汞离子的同时检测。同时存在铅离子和汞离子的时候，由于两种离子与相应的特异性DNA 发生反应，导致对应的DNA 构型发生变化，拉曼染料与SERS 基底之间的距离随之改变，从而使得相对应的拉曼峰的强度发生变化。根据拉曼峰强度的变化程度与重金属离子的浓度之间的关系可以建立标准曲线用以定量分析未知浓度的重金属离子。另外，由于该SERS 传感器具有芯片化的尺寸和多元化的检测能力，可以和便携式手持拉曼装置结合，能够有效的检测实际水体中重金属离子成分。