一种同时检测待测溶液中汞离子和铅离子的含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种同时检测待测溶液中汞离子和铅离子的含量的方法。本发明专利技术所提供的检测待测溶液中汞/铅离子的含量的方法包括如下步骤：将杂交液和铅/汞离子屏蔽剂混匀，孵育；加入待测溶液，孵育；采用Hg‑Pb TD‑PS探针检测荧光信号强度；所述杂交液含有酶链Hg‑Pb TD‑En和底物链Hg‑Pb TD‑Sub。所述底物链Hg‑Pb TD‑Sub、所述酶链Hg‑Pb TD‑En和所述Hg‑Pb TD‑PS探针的核苷酸序列依次如序列表中序列3、序列2和序列1所示。实验证明，本发明专利技术所提供的方法检测准确率高、灵敏度高、选择性好和重复性好，在检测汞离子的含量和检测铅离子的含量中的具有重要的应用价值。

Method for simultaneously detecting content of mercury ion and lead ion in tested solution

The invention discloses a method for simultaneously detecting the content of mercury ion and lead ion in the solution to be tested. The invention provides a detection test solution of mercury content of lead ions / method comprises the following steps: the hybrid liquid / mercury ion and lead shielding agent mixing, incubation; adding the test solution, incubation; by detecting the fluorescence signal intensity of Hg Pb TD PS probe; the hybridization solution Hg Pb chain containing enzyme TD En and Hg Pb TD chain substrate Sub. The nucleotide sequence of the Hg Pb TD chain substrate Sub, the Hg Pb TD enzyme chain En and the Hg Pb TD PS probe in such sequence in a sequence table 3, sequence 2 and sequence 1 shows. Experiments show that the method provided by the invention has the advantages of high detection accuracy, high sensitivity, good selectivity and good repeatability, and has important application value in detecting the content of mercury ions and detecting the content of lead ions.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
，具体涉及一种同时检测待测溶液中汞离子和铅离子的含量的方法。
技术介绍
重金属污染严重威胁人类健康和生态环境安全，已成为一个世界范围的环境问题。铅离子(Pb2+)和汞离子(Hg2+)污染是我国常见的重金属污染，具有毒性大、致毒剂量低、易累积、难降解、难治理等特点，因而是目前环境监测和治理的重点。为控制铅离子和汞离子经摄入进入人体内，《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)严格限定饮用水中Hg2+的浓度不能高于0.001mg/L，Pb2+浓度不能高于0.01mg/L，并基于原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体质谱(ICP/MS)等仪器开发了检测痕量Pb2+和Hg2+的标准方法(如GB/T20380.1-2006、GB/T23362.4-2009)。尽管标准的仪器方法检测饮用水中Pb2+和Hg2+具有灵敏、准确等优点，但也存在着样品前处理复杂、仪器设备昂贵、检测时间长等问题，难以实现快速现场检测或对突发水污染事件做出快速响应。近年来，基于功能核酸(FunctionalNucleicAcids，FNAs)方法检测环境中重金属离子展现出巨大的应用潜力，目前已开发了大量基于FNAs检测Pb2+和Hg2+的方法。其中对于Hg2+检测常用的核酸为MSO(MercurySpecificOligonucleotide)，其主要功能是在Hg2+作用下，DNA中的T碱基可以形成错配；而对于Pb2+的检测主要使用G-四连体(G-quartet，G4)或者8-17/GR-5DNAzyme，在铅离子的作用下，G4催化ABTS2－的能力被抑制，而8-17/GR-5DNAzyme则可以将其部分互补的底物链切断；其中GR-5DNAzyme是新近发现的仅对Pb2+有特异响应的DNAzyme，性能优于传统8-17DNAzyme。上述研究均仅侧重于单一重金属离子快速检测方法，实际应用中往往伴有多种重金属离子的超标释放，可见，寻找一种既可检测汞离子又可检测铅离子的方法势在必行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何检测待测溶液中汞离子或铅离子的含量。为解决上述技术问题，本专利技术提供了检测待测溶液中汞离子或铅离子的含量的方法，该方法以对铅离子的响应的GR-5DNAzyme为基础，在其中引入了对Hg2+有特异响应的DNA序列，经重新设计和优化出对Hg2+和Pb2+均能响应的DNA序列：Hg-PbTD，Hg-PbTD由酶链Hg-PbTD-En和底物链Hg-PbTD-Sub组成。该方法的原理：当加入Hg2+和Pb2+后，原杂交结合的酶链Hg-PbTD-En与底物链Hg-PbTD-Sub发生去杂交，根据去杂交的程度可检测相应的离子浓度。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种检测待测溶液中汞离子的含量的方法。本专利技术提供的检测待测溶液中汞离子的含量的方法，可包括步骤(a)、步骤(b)和步骤(c)：所述步骤(a)包括如下步骤：(a-1)杂交液和铅离子屏蔽剂混匀，孵育；(a-2)完成步骤(a-1)后，加入待测溶液，孵育；(a-3)完成步骤(a-2)后，采用Hg-PbTD-PS探针检测荧光信号强度；所述步骤(b)包括如下步骤：(b-1)所述杂交液和汞离子标准溶液混匀，孵育；(b-2)完成步骤(b-1)后，采用所述Hg-PbTD-PS探针检测荧光信号强度；所述步骤(c)：根据所述汞离子标准溶液中汞离子的浓度和相应荧光信号强度绘制标准曲线，将所述步骤(a-3)得到的荧光信号强度代入所述标准曲线，得到待测溶液中汞离子的含量。上述方法中，所述杂交液可含有底物链Hg-PbTD-Sub和酶链Hg-PbTD-En。上述方法中，所述底物链Hg-PbTD-Sub可为单链核酸分子，自3’末端到5’末端依次可包括如下元件：S1片段、S2片段和S3片段。所述S1片段可由n1个T组成。所述S2片段的核苷酸序列可为AAGGrA，rA代表腺嘌呤核糖核苷酸。所述S3片段可由n2个T组成。所述底物链Hg-PbTD-Sub的末端可具有荧光猝灭基团。n1和n2均为大于等于12且小于等于18的自然数。n1>n2。所述底物链Hg-PbTD-Sub的末端具体可为所述底物链Hg-PbTD-Sub的5’末端。所述荧光猝灭基团可为荧光淬灭基团BHQ2、荧光淬灭基团Dabcyl、荧光淬灭基团BHQ1或荧光淬灭基团BHQ3。上述方法中，所述酶链Hg-PbTD-En可为单链核酸分子，自5’末端到3’末端依次可包括如下元件：E1片段、E2片段和E3片段。所述E1片段可由n3个A组成。所述E2片段的核苷酸序列可为TGAAGTAGCGCCGCCGT。所述E3片段可由n4个A组成。所述酶链Hg-PbTD-En的末端可具有荧光基团。n3和n4均为大于等于12且小于等于18的自然数。n3>n4。所述酶链Hg-PbTD-En的末端具体可为所述酶链Hg-PbTD-En的3’末端。所述荧光基团可为花青素荧光染料Cy3、羧基荧光素FAM、花青素荧光染料Cy5或花青素荧光染料Cy5.5。上述方法中，所述Hg-PbTD-PS探针可为单链核酸分子，自5’末端到3’末端依次可包括如下元件：P1片段和P2片段。所述P1片段可由n5个脱氧核糖核苷酸组成，且不能与所述酶链Hg-PbTD-En和所述底物链Hg-PbTD-Sub进行杂交。所述P2片段可由n6个T组成。n5和n6均为大于等于12且小于等于16的自然数。所述Hg-PbTD-PS探针的末端可具有修饰基团。所述Hg-PbTD-PS探针的末端具体可为所述Hg-PbTD-PS探针的5’末端。所述修饰基团可为NH2-(CH2)12。所述修饰基团可使所述Hg-PbTD-PS探针和传感光纤进行连接。上述方法中，n1＝n3。n2＝n4＝n6。优选为n1＝n3＝18。优选为n2＝n4＝n6＝12。优选为n5＝15。上述方法中，A为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。T为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。G为鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸。C为胞嘧啶脱氧核糖核苷酸。上述方法中，“采用Hg-PbTD-PS探针检测荧光信号强度”可为采用所述Hg-PbTD-PS探针通过与脱落的带荧光标记的杂交后，通过仪器激发荧光标记并检测荧光信号强度。“采用Hg-PbTD-PS探针检测荧光信号强度”具体可为采用具有所述Hg-PbTD-PS探针的全光纤倏逝波生物传感器检测荧光信号强度。所述全光纤倏逝波生物传感器可按照中国专利号为200610089497.4、授权公告号为CN1873450B的专利技术专利的实施例制备。上述方法中，所述杂交液可由所述酶链Hg-PbTD-En和所述底物链Hg-PbTD-Sub组成。所述底物链Hg-PbTD-Sub可由所述S1片段、所述S2片段和所述S3片段组成。所述酶链Hg-PbTD-En可由所述E1片段、所述E2片段和所述E3片段组成。所述Hg-PbTD-PS探针可由所述P1片段和所述P2片段组成。上述方法中，所述底物链Hg-PbTD-Sub的核苷酸序列可如序列表中序列3所示。所述酶链Hg-PbTD-En的核苷酸序列可如序列表中序列2所示。所述Hg-PbTD-PS探针的核苷酸序列可如序列表中序列1所示。上述方法中，所述铅离子屏蔽剂具体可为PDCA。所述PDCA具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测待测溶液中汞离子的含量的方法，包括步骤(a)、步骤(b)和步骤(c)：所述步骤(a)包括如下步骤：(a‑1)杂交液和铅离子屏蔽剂混匀，孵育；(a‑2)完成步骤(a‑1)后，加入待测溶液，孵育；(a‑3)完成步骤(a‑2)后，采用Hg‑Pb TD‑PS探针检测荧光信号强度；所述步骤(b)包括如下步骤：(b‑1)所述杂交液和汞离子标准溶液混匀，孵育；(b‑2)完成步骤(b‑1)后，采用所述Hg‑Pb TD‑PS探针检测荧光信号强度；所述步骤(c)：根据所述汞离子标准溶液中汞离子的浓度和相应荧光信号强度绘制标准曲线，将所述步骤(a‑3)得到的荧光信号强度代入所述标准曲线，得到待测溶液中汞离子的含量；所述杂交液含有酶链Hg‑Pb TD‑En和底物链Hg‑Pb TD‑Sub；所述底物链Hg‑Pb TD‑Sub为单链核酸分子，自3’末端到5’末端依次包括如下元件：S1片段、S2片段和S3片段；所述S1片段由n1个T组成；所述S2片段的核苷酸序列为AAGGrA，rA代表腺嘌呤核糖核苷酸；所述S3片段由n2个T组成；所述底物链Hg‑Pb TD‑Sub的末端具有荧光猝灭基团；n1和n2均为大于等于12且小于等于18的自然数；n1>n2；所述酶链Hg‑Pb TD‑En为单链核酸分子，自5’末端到3’末端依次包括如下元件：E1片段、E2片段和E3片段；所述E1片段由n3个A组成；所述E2片段的核苷酸序列为TGAAGTAGCGCCGCCGT；所述E3片段由n4个A组成；所述酶链Hg‑Pb TD‑En的末端具有荧光基团；n3和n4均为大于等于12且小于等于18的自然数；n3>n4；所述Hg‑Pb TD‑PS探针为单链核酸分子，自5’末端到3’末端依次包括如下元件：P1片段和P2片段；所述P1片段由n5个脱氧核糖核苷酸组成，且不能与所述酶链Hg‑Pb TD‑En和所述底物链Hg‑Pb TD‑Sub进行杂交；所述P2片段由n6个T组成；n5和n6均为大于等于12且小于等于16的自然数。...

【技术特征摘要】
1.一种检测待测溶液中汞离子的含量的方法，包括步骤(a)、步骤(b)和步骤(c)：所述步骤(a)包括如下步骤：(a-1)杂交液和铅离子屏蔽剂混匀，孵育；(a-2)完成步骤(a-1)后，加入待测溶液，孵育；(a-3)完成步骤(a-2)后，采用Hg-PbTD-PS探针检测荧光信号强度；所述步骤(b)包括如下步骤：(b-1)所述杂交液和汞离子标准溶液混匀，孵育；(b-2)完成步骤(b-1)后，采用所述Hg-PbTD-PS探针检测荧光信号强度；所述步骤(c)：根据所述汞离子标准溶液中汞离子的浓度和相应荧光信号强度绘制标准曲线，将所述步骤(a-3)得到的荧光信号强度代入所述标准曲线，得到待测溶液中汞离子的含量；所述杂交液含有酶链Hg-PbTD-En和底物链Hg-PbTD-Sub；所述底物链Hg-PbTD-Sub为单链核酸分子，自3’末端到5’末端依次包括如下元件：S1片段、S2片段和S3片段；所述S1片段由n1个T组成；所述S2片段的核苷酸序列为AAGGrA，rA代表腺嘌呤核糖核苷酸；所述S3片段由n2个T组成；所述底物链Hg-PbTD-Sub的末端具有荧光猝灭基团；n1和n2均为大于等于12且小于等于18的自然数；n1>n2；所述酶链Hg-PbTD-En为单链核酸分子，自5’末端到3’末端依次包括如下元件：E1片段、E2片段和E3片段；所述E1片段由n3个A组成；所述E2片段的核苷酸序列为TGAAGTAGCGCCGCCGT；所述E3片段由n4个A组成；所述酶链Hg-PbTD-En的末端具有荧光基团；n3和n4均为大于等于12且小于等于18的自然数；n3>n4；所述Hg-PbTD-PS探针为单链核酸分子，自5’末端到3’末端依次包括如下元件：P1片段和P2片段；所述P1片段由n5个脱氧核糖核苷酸组成，且不能与所述酶链Hg-PbTD-En和所述底物链Hg-PbTD-Sub进行杂交；所述P2片段由n6个T组成；n5和n6均为大于等于12且小于等于16的自然数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述杂交液由所述酶链Hg-PbTD-En和所述底物链Hg-PbTD-Sub组成；所述底物链Hg-PbTD-Sub由所述S1片段、所述S2片段和所述S3片段组成；所述酶链Hg-PbTD-En由所述E1片段、所述E2片段和所述E3片段组成；所述Hg-PbTD-PS探针由所述P1片段和所述P2片段组成。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述底物链Hg-PbTD-Sub的核苷酸序列如序列表中序列3所示；所述酶链Hg-PbTD-En的核苷酸序列如序列表中序列2所示；所述Hg-PbTD-PS探针的核苷酸序列如序列表中序列1所示。4.一种检测待测...

【专利技术属性】
技术研发人员：何苗，韩世同，施汉昌，周小红，汪用志，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11