本發(fā)明公開了一種用于檢測汞的生物傳感器及其制備方法和應(yīng)用，該生物傳感器包括一在三電極系統(tǒng)中用作工作電極的玻碳電極，玻碳電極的反應(yīng)端表面修飾有氮硫共摻雜有序介孔碳，氮硫共摻雜有序介孔碳表面修飾有金納米粒子，金納米粒子表面自組裝有巰基修飾的探針P1，生物傳感器還包括二茂鐵標(biāo)記的探針P2。制備方法包括修飾氮硫共摻雜有序介孔碳、修飾金納米粒子、組裝并連接探針等步驟。應(yīng)用方法為：建立三電極系統(tǒng)，將生物傳感器的玻碳電極反應(yīng)端置于待測溶液中進(jìn)行反應(yīng)，再根據(jù)電流差的變化測定待測溶液中的汞離子濃度。本發(fā)明的生物傳感器具有制備簡單、成本合理、抗干擾能力強、檢測精度和效率高等優(yōu)勢。

1.一種用于檢測汞的生物傳感器，包括一在三電極系統(tǒng)中用作工作電極的玻碳電極，其特征在于，所述玻碳電極的反應(yīng)端表面修飾有氮硫共摻雜有序介孔碳，所述氮硫共摻雜有序介孔碳表面修飾有金納米粒子，所述金納米粒子表面自組裝有巰基修飾的探針P1，所述探針P1為SEQ ID No.1所示的核苷酸序列，所述生物傳感器還包括二茂鐵標(biāo)記的探針P2，當(dāng)Hg²⁺存在時，探針P1與探針P2通過T-Hg²⁺-T錯配形成雙鏈DNA結(jié)構(gòu)，所述探針P2為SEQ IDNo.2所示的核苷酸序列；所述氮硫共摻雜有序介孔碳主要由以下方法制備得到：S1-1、合成硅基分子篩SBA-15：將嵌段共聚物P123和正硅酸四乙酯置于鹽酸溶液中在35℃～40℃水浴條件下攪拌均勻，嵌段共聚物P123與正硅酸四乙酯的質(zhì)量比為1∶2～3，然后在85℃～135℃下晶化，再在550℃～800℃下焙燒，得到硅基分子篩SBA-15；S1-2、合成氮硫共摻雜有序介孔碳：將所得硅基分子篩SBA-15與雙硫腙、四氯化碳混合并超聲分散2h～4h，介孔分子篩SBA-15與雙硫腙的質(zhì)量比為1∶1～1.25，將所得混合物在常溫下攪拌10h～12h，然后升溫至60℃～100℃進(jìn)行聚合，聚合時間為6h～12h，再將聚合產(chǎn)物在惰性氣體保護(hù)下，在600℃～900℃下進(jìn)行高溫?zé)峤猓玫綗峤猱a(chǎn)物，將所得熱解產(chǎn)物加入氫氧化鈉溶液中進(jìn)行攪拌刻蝕、洗滌和干燥，得到氮硫共摻雜有序介孔碳。2.一種如權(quán)利要求1所述的用于檢測汞的生物傳感器的制備方法，包括以下步驟：S1、修飾氮硫共摻雜有序介孔碳：準(zhǔn)備一玻碳電極，將氮硫共摻雜有序介孔碳分散在全氟磺酸Nafion中，然后滴涂于所述玻碳電極的反應(yīng)端表面，得到氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極；S2、修飾金納米粒子：在所述氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極的反應(yīng)端表面電沉積金納米粒子，得到金納米粒子/氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極；S3、組裝探針P1：在所述金納米粒子/氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極的反應(yīng)端表面滴加巰基修飾的探針P1，巰基修飾的探針P1通過金硫共價鍵固定在所述金納米粒子/氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極的反應(yīng)端表面，得到組裝有巰基修飾的探針P1的金納米粒子/氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極；S4、準(zhǔn)備探針P2：準(zhǔn)備二茂鐵標(biāo)記的探針P2溶液，用于將組裝有巰基修飾的探針P1的金納米粒子/氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極浸泡在二茂鐵標(biāo)記的探針P2溶液中培養(yǎng)，使當(dāng)Hg²⁺存在時探針P1與探針P2通過T-Hg²⁺-T錯配結(jié)構(gòu)連接，完成用于檢測汞的生物傳感器的制備；所述步驟S1中，所述氮硫共摻雜有序介孔碳主要由以下方法制備得到：S1-1、合成硅基分子篩SBA-15：將嵌段共聚物P123和正硅酸四乙酯置于鹽酸溶液中在35℃～40℃水浴條件下攪拌均勻，嵌段共聚物P123與正硅酸四乙酯的質(zhì)量比為1∶2～3，然后在85℃～135℃下晶化，再在550℃～800℃下焙燒，得到硅基分子篩SBA-15；S1-2、合成氮硫共摻雜有序介孔碳：將所得硅基分子篩SBA-15與雙硫腙、四氯化碳混合并超聲分散2h～4h，介孔分子篩SBA-15與雙硫腙的質(zhì)量比為1∶1～1.25，將所得混合物在常溫下攪拌10h～12h，然后升溫至60℃～100℃進(jìn)行聚合，聚合時間為6h～12h，再將聚合產(chǎn)物在惰性氣體保護(hù)下，在600℃～900℃下進(jìn)行高溫?zé)峤猓玫綗峤猱a(chǎn)物，將所得熱解產(chǎn)物加入氫氧化鈉溶液中進(jìn)行攪拌刻蝕、洗滌和干燥，得到氮硫共摻雜有序介孔碳。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于檢測汞的生物傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述氮硫共摻雜有序介孔碳與全氟磺酸的質(zhì)量體積比為50mg～100mg∶5mL～10mL，所述分散為超聲分散，所述超聲分散的時間為2h～4h。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于檢測汞的生物傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，將氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極放入氯金酸水溶液中，采用循環(huán)伏安法將金納米粒子電沉積在所述氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極的反應(yīng)端表面，所述循環(huán)伏安法中掃描電位為0～1.6V，掃描速率為20mV/s～50mV/s，掃描圈數(shù)為3圈～6圈。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于檢測汞的生物傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S3的具體過程為：將10μL～20μL巰基修飾的探針P1滴加在所述金納米粒子/氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極的反應(yīng)端表面，在4℃下反應(yīng)10h～12h，再轉(zhuǎn)入6-巰基己醇溶液中培養(yǎng)1h～2h，得到組裝有巰基修飾的探針P1的金納米粒子/氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極；和/或，所述步驟S4中，所述培養(yǎng)的時間為1h～2h。6.一種如權(quán)利要求1所述的用于檢測汞的生物傳感器或者如權(quán)利要求2～5中任一項所述的制備方法制得的用于檢測汞的生物傳感器在檢測汞中的應(yīng)用。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用包括以下步驟：(1)將組裝有巰基修飾的探針P1的金納米粒子/氮硫共摻雜有序介孔碳修飾的玻碳電極浸泡在含有汞離子和二茂鐵標(biāo)記的探針P2的磷酸鹽緩沖溶液中60min～120min，取出沖洗后浸泡在磷酸鹽緩沖溶液中，用差分脈沖伏安法進(jìn)行測量，其中，二茂鐵是作為信號分子使用的；(2)根據(jù)汞離子濃度與電流差的變化構(gòu)建線性回歸方程，根據(jù)線性回歸方程即可測定待測溶液中的汞離子濃度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述汞離子濃度與電流差的變化的線性回歸方程為：y＝(-0.43393±0.01518)x+(5.85393±0.13994) (1)式(1)中，y為汞離子檢測時不同濃度的Hg²⁺和空白樣之間的電流峰值差值，即ΔI，單位為μA；x為待測溶液中汞離子濃度值的對數(shù)負(fù)值，即-lg[Hg²⁺]，單位為M；式(1)的相關(guān)系數(shù)R²＝0.9927，汞離子檢測線性范圍為0.001nM～1000nM，檢出限為0.45pM。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述磷酸鹽緩沖溶液的濃度為10mM，所述磷酸鹽緩沖溶液中還包含有0.5M～1M的氯化鈉。