快速、高灵敏、高选择性地现场检测工业废水中的汞离子(Hg²⁺)对环境保护和健康至关重要。传统的仪器检测法耗时长、成本高。基于适配体的传感器具有高亲和力、高特异性、易于合成等优点。本传感器设计简单:一条两端分别标记荧光基团和淬灭基团的、富含胸腺嘧啶的DNA适配体。在没有Hg²⁺时,单链DNA适配体通过范德华力吸附在MoS₂纳米片表面,荧光共振能量转移使其荧光被高效淬灭,背景信号很低。当水中存在Hg²⁺时,Hg²⁺能特异性地与DNA链中的两个T碱基配位,形成稳定的T-Hg²⁺-T发夹结构。
这种刚性的双链结构极大地削弱了DNA与MoS₂的亲和力,使DNA从MoS₂表面脱离,荧光信号得以恢复(“turn-on”)。该传感器对Hg²⁺的检出限低至nM级别,且对其他常见金属离子(如Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺等)具有极高的选择性。将该传感器用于实际电镀废水样本,其结果与电感耦合等离子体质谱检测结果高度一致。整个检测过程可在数分钟内完成,操作简便,无需复杂的样品前处理步骤。该传感器可在室温条件下稳定保存数月,展现了良好的储存稳定性。
该研究提供了一种快速、简便、可用于现场痕量Hg²⁺检测的荧光传感新方法。该传感器具有成本低廉、操作简单、响应迅速和高灵敏高选择性的显著优点,在工业废水重金属的现场快速检测和环境应急监测领域具有广阔的应用前景。
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