1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1引言

随着社会生产力的不断发展，工业发展迅速，人民的生活水平不断提升。然而，与之同来的却是一系列的麻烦。不仅工业生产会带来许多环境污染问题，人们的日常生活垃圾也会带来许多环境污染问题，其中重金属离子是很重要的一部分。垃圾焚烧可以将重金属带入到土壤和大气当中；矿石开采则可以将重金属带入到土壤和水体中；降雨、刮风等自然因素可以使重金属在土壤、水体、大气三者中迁移。植物吸收了重金属元素之后，不仅会对自身生长产生影响，还会在动物食用含有重金属的植物后，对动物的健康产生影响。正是通过这种富集手段，当人类食用了这些植物和动物后，重金属就会积累在人体中，从而对人体造成各种危害。

近些年来重金属污染导致的食品安全问题频繁发生，比如苏丹红事件、三聚氰胺事件、镉大米事件等。人们开始意识到其问题的严峻性，同时也让他们对食品安全问题更加关注。因此，重金属离子的分析检测方法就至关重要。本文就以砷的分析检测方法展开探讨，常见的检测方法有电感耦合等离子质谱法、银盐法、spr传感器法、中子活化分析法、单细胞凝胶电泳技术等。上述几种传统检测方法大都要依靠大型昂贵仪器，且操作复杂，样品前处理时间长等缺点，不能快速检测。与之相比，荧光分析法不仅设备简单，而且具有快速、选择性好、灵敏度高、适用于不同基质中重金属的检测等优点。近年来荧光分析法己受到越来越多的关注，在环境检测、生命科学、医学、药学中的应用日益广泛。因此本次实验采用的是荧光分析法。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1 研究内容

2.1.1 核酸适配体序列选取与合成

2.1.2 氧化石墨烯的处理

2.1.3 生物传感器条件优化实验

生物传感器的荧光实验

考察生物传感器对As³ 选择性识别性能实验。

2.2 研究手段

2.2.1 实验仪器与试剂：

仪器设备：

实验试剂：

2.2.2 实验方法：

1、项目研究技术路线

设计的染料标记的ssDNA探针可以通过GO与碱基之间的堆叠相互作用以及GO的-OH或-COOH与ssDNA的-OH或-NH₂基团之间的氢键相互作用自组装到GO表面上。FITC的荧光通过能量转移（FRET）从染料淬灭到GO。当存在特定金属离子时，金属离子将与适体相互作用并迫使适体经历构象变化，形成分子间G-四链体/金属离子复合物。在复合物中，芳香核碱基在带负电的磷酸骨架内被屏蔽，因此G-四链体/金属离子复合物与GO之间的”堆叠相互作用”被削弱。通过这种方式，FITC远离GO并且荧光只有较弱猝灭。（如图1）

图1 项目原理图

2、优化实验步骤

为了获得生物传感器对As³ 最佳识别性能，在PBS(pH=7.4)溶液中，进行一系列优化实验（可行性实验、GO浓度确定实验、GO猝灭时间确定实验、金属反应时间确定实验），观察其荧光响应情况。

3、荧光实验步骤

为了考察生物传感器对As³ 选择性识别的性能，在PBS(pH=7.4)溶液中，进行一个荧光实验，观察其荧光响应情况。

4、选择性实验步骤

为了考察生物传感器对As³ 选择性识别的性能，在PBS(pH=7.4)溶液中，进行一个选择性实验，观察其荧光响应情况。