有了黄金奈米、DNA以及一些聪明的化学原理作为工具,西北大学(Northwestern University)的科学家研发了一个快速简便的汞测试剂,能够立即检测环境或食物中是否含有汞金属。此研究发表于4月27日的著名欧洲期刊Angewandte Chemie。
甲基汞(Methyl mercury)是一种具有神经毒的金属,工业排放废汞蒸气会进入大气,下雨后回归到河流或海洋中,水生细菌会将水溶性的汞离子(Hg2+)转变为甲基汞,然后累积在鱼贝类体内,对于发育中的儿童或怀孕妇女深具威胁性。Chad A. Mirkin以及George B. Rathmann教授表示:「快速且精确地检验那里含有汞污染,是势在必行的事。」目前现有的汞金属检测法需要昂贵的检验仪器,且仅限于实验室才能进行,因此,较不利于快速、立即性的检测。而此研究研发的方法则既简单、快速又方便。
研究人员表示:「假若测试样本中含有汞离子,这个测试方法可以透过简单的视觉检测一见分明,并且可透过比色法进行定量,此外,还能区别样本中的铜离子或镉离子。这个方法也具有高度敏感性,侦测极限可达100 nM (nanomolar)。」 Mirkin教授和他的研究团队将直径大约为15奈米的黄金颗粒,与互补的DNA相连在一起,在固定的距离下,这些黄金奈米与DNA的混合液会呈现蓝色。当溶液受热,DNA会断裂,连接的黄金奈米因距离受到改变,此时溶液就会转变为亮红色。
由于汞离子会与T-T二聚物(thymidine-thymidine dimer,一种DNA的错误配对)结合,因此,研究人员便在测试液的DNA中设计了T-T二聚物的序列,而T-T二聚物也会与黄金奈米结合,假设在样本中含有汞离子,将会与T-T二聚物紧密结合,这项技术的关键就于,假设测试样本中没有汞离子时,溶液被加热到摄氏46度时,颜色会由蓝转红,由于汞离子的角色,类似于强力胶,会强韧的黏住DNA,因此,若样本中含有汞离子,就必需加热到更高的温度颜色才会改变。更简单的来说,汞离子与T-T二聚物的结合力就像是强力胶一般,比黄金奈米与T-T二聚物的结合力强很多,由于这个差异性,使得这项检测方法可以透过不同温度的颜色转变来进行定量,温度愈高表示汞离子含量愈多。Mirkin教授说:「利用这个简单的原理,研究人员也将应用于镉及铅金属的测定。」
(编译/陈瑞娟) (资料来源 : Bio.com)