近日，技术生物所黄青研究员课题组利用表面增强拉曼光谱（SERS）技术实现了对水体中汞离子的选择性、免标记、半定量的检测。该项成果对实现实际水样中重金属离子的高选择性及准确检测具有一定的科学意义和实用价值，相关成果已在线发表在Sensors and Actuators B: Chemical杂志上(https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.11.110)。

　　表面增强拉曼光谱（SERS：surface enhanced Raman spectroscopy）作为一种正在快速发展的技术，因其快速、无损和痕量检测等特点得到广泛关注并开始走向实际应用。汞是一种毒性极强的重金属，对人体及生物体有很大的危害。Hg(II)作为汞在环境中的一种常见的存在形式，对其进行快速、可靠、有效测量具有必要性和迫切性，但是基于SERS技术对其特异性和相对定量检测还存在一定难度。为此，黄青研究员等设计了一种能够有效的捕捉水样中的汞离子并产生拉曼散射增强效应的纳米粒子-适配体复合检测体系。课题组研究人员在SiO₂@Au纳米粒子表面修饰上能有效捕获汞离子的DNA适配体，利用DNA分子中T碱基和Hg(II)形成T-Hg²⁺-T结构的特性，能够高效捕获Hg²⁺，并产生SERS信号改变。实验结果表明，在加入Hg(II)后，设计DNA分子中的腺嘌呤（A）产生736cm^-1SERS信号与鸟嘌呤（G）产生的位于660cm^-1的SERS信号的峰强的比值会随检测Hg(II)浓度增加而减小，并出现一些特征新峰，如550cm^-1。计算表明，它来源于汞离子取代了T上的H在两个DNA分子间形成N-Hg-N结构而发生的伸缩振动。利用这些变化，我们由此可以对Hg(II)的进行快速、特异性和半定量的痕量检测。

　　以上研究工作得到国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划等项目的支持。

　　文章链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400517322414

　　图示说明：120nm SiO₂@Au纳米粒子的TEM、Au元素分析、SEM表征图和检测汞离子原理图；

适配体SERS信号随汞离子浓度变化及定量测量曲线

 理论计算解释加入

　　汞离子后产生550cm^-1新峰的原因，以及检测体系对汞离子的选择性检验