一种基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶及其在微囊藻毒素‑LR中检测中的应用，运用DNA水凝胶包覆层包被具有过氧化物酶活性的生物模拟酶，在构建该水凝胶包覆层时，运用与微囊藻毒素‑LR的适配体作为交联桥。借此，当DNA水凝胶遇到微囊藻毒素‑LR时该DNA水凝胶结构中的交联桥结构发生改变，使DNA水凝胶崩解而将生物模拟酶释放出来，生物模拟酶可催化显色反应，再结合运用比色检测手段测出微囊藻毒素‑LR的浓度或含量。相比传统的高效液相色谱法(HPLC)、酶联免疫吸附法、液相色谱‑串联质谱法等检测方法，本发明专利技术具有成本低、检测快、配套检测设备便携性好等优点。

DNA hydrogel based on amplified enzyme signal and its application

【技术实现步骤摘要】
一种基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶及其应用
本专利技术属于水环境监测
，具体涉及一种基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶及其在微囊藻毒素-LR中检测中的应用。
技术介绍
水体富营养化导致世界各地的河流和湖泊蓝藻水华越来越频繁。由鱼腥藻、束丝藻、拟柱胞藻、节球藻等蓝藻产生并释放的微囊藻毒素(MCs)受到广泛关注。MCs是一类具有生物活性的环状七肽化合物，在环境中能稳定存在，其中又以微囊藻毒素-LR(缩写：MC-LR)的含量最为丰富(约占天然水体中MCs总浓度的99.8％)，毒性最强，已严重威胁水体生态安全和人类健康。大量研究表明，即使在长期低水平暴露的情况下，MC-LR暴露与肝癌的发生高度相关。MC-LR可抑制蛋白磷酸酶活性，影响miRNA表达的调节，损害肾脏、皮肤和生殖系统。此外，最近的研究发现MC-LR还有神经毒性，MC-LR的暴露可引起血脑屏障破坏、记忆缺陷和阿尔茨海默病样症状。MC-LR污染在世界各地均有报道。如1996年，巴西116名患者在接受血液透析治疗时，由于使用了MCs污染的水而中毒，导致52人死亡；我国黄河流域南，约本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶，其特征在于，其包含：水凝胶包覆层和被包覆在该水凝胶包覆层内部的生物模拟酶；/n所述生物模拟酶为由贵金属或过渡金属复合的具有过氧化物酶活性的生物模拟酶；/n所述水凝胶包覆层包含直链聚合物骨架、第一短链DNA、第二短链DNA和MC-LR适配体；所述第一短链DNA、第二短链DNA分别为按照所述MC-LR适配体的碱基序列并依据碱基互补配对原则所设计，使其分别能够与所述MC-LR适配体的部分碱基产生互补配对；/n其中，所述第一短链DNA接枝在所述直链聚合物骨架形成含DNA的第一骨架，所述第二短链DNA接枝在所述直链聚合物骨架形成含DNA的第二骨架；借助所述M...

【技术特征摘要】
1.一种基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶，其特征在于，其包含：水凝胶包覆层和被包覆在该水凝胶包覆层内部的生物模拟酶；
所述生物模拟酶为由贵金属或过渡金属复合的具有过氧化物酶活性的生物模拟酶；
所述水凝胶包覆层包含直链聚合物骨架、第一短链DNA、第二短链DNA和MC-LR适配体；所述第一短链DNA、第二短链DNA分别为按照所述MC-LR适配体的碱基序列并依据碱基互补配对原则所设计，使其分别能够与所述MC-LR适配体的部分碱基产生互补配对；
其中，所述第一短链DNA接枝在所述直链聚合物骨架形成含DNA的第一骨架，所述第二短链DNA接枝在所述直链聚合物骨架形成含DNA的第二骨架；借助所述MC-LR适配体作为交联桥，使所述含DNA的第一骨架和所述含DNA的第二骨架产生交联，形成所述水凝胶包覆层。


2.根据权利要求1所述的基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶，其特征在于，所述生物模拟酶为Au、Pt复合形成的Au/PtTNPs，或者所述生物模拟酶为Cu与Au、Pt复合形成Cu/Au/PtTNPs。


3.根据权利要求1所述的基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶，其特征在于，所述直链聚合物骨架为直链聚丙烯酰胺骨架、羧甲基纤维素骨架、N-异丙基丙烯酰胺骨架或聚乙烯醇骨架。


4.根据权利要求1所述的基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶，其特征在于，所述MC-LR适配体的序列为：5’-GGCGCCAAACAGGACCACCATGACAATTACCCATACCACCTCATTATGCCCCATCTCCGC-3’；选择其高亲和区域设计与适配体部分互补的第一短链DNA和第二短链DNA，所述MC-LR适配体的高亲和区域序列为：5’-ATACCACCTCATTATGCCCCATCTCCGC-3’。


5.根据权利要求4所述的基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶，其特征在于，所述第一短链DNA的序列为：5’-Acrydite-TTTTTTGGGCATAATGAG-3’；所述第二短链DNA的序列为：5’-Acrydite-TTTTTTGTAATTGTCATG-3’。


6.一种用于检测微囊藻毒素-LR的试剂组合物，其特征在于，包含权利要求1-5任一项所述的基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶、过氧化物氧化剂和还原性显色剂。


7.根据权利要求6所述的试剂组合物，其特征在于，所述过氧化物氧化剂为H2O2、所述还原性显色剂为四甲基联苯胺TMB。


8.一种用于检测微囊藻毒素-LR的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
步骤1：取一定量的权利要求1-5任一项所述的基于生物模拟酶信号放大的DNA水凝胶，加入待测的样品溶液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志贤，李双，白家磊，彭媛，宁保安，王江，韩殿鹏，任汉林，韩铁，伍翩，
申请(专利权)人：军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12