一种基于纯DNA功能水凝胶的有害金属离子检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纯DNA功能水凝胶的有害金属离子免标记检测方法，包括：步骤1：设计两条DNA单体序列，分别包含目标金属离子的DNAzyme和酶切底物，并含有三段互补片段；步骤2：将两条单体序列混合杂交制备纯DNA水凝胶；步骤3：将目标金属离子溶液与纯DNA水凝胶反应，使DNA水凝胶骨架中特定的DNAzyme被激活并切断底物序列，破坏水凝胶结构，释放出核酸碎片，然后直接测量上清溶液中核酸碎片的本征紫外吸收信号，实现对目标金属离子浓度的检测。本发明专利技术建立的纯DNA水凝胶免标记检测金属离子方法简单便携、经济直观，解决了现有技术中功能水凝胶的制备和修饰过程复杂、需要封装或包埋信号标记物、每个样品都需要大量的DNA材料和标记物导致使用成本高等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纯DNA功能水凝胶的有害金属离子检测方法
本专利技术涉及有害金属检测领域，具体涉及一种基于纯DNA功能水凝胶的有害金属离子免标记检测方法。
技术介绍
随着现代工业活动的日益频繁，有毒重金属污染及其造成的环境污染和健康问题已成为世界性的重大难题。重金属离子如铅离子、汞离子、铀酰离子等是严重的高毒性金属离子，即使在低浓度下也会对人体尤其是儿童造成严重危害。因此，检测有毒重金属离子非常重要。目前，在实际应用中，常用的分析方法主要有原子吸收光谱法(AAS)、阳极溶出伏安法(ASV)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X射线荧光光谱法(XRF)等。这些方法对金属离子的检测灵敏度高、准确性好，但大多需要专业的仪器设备和复杂的样品制备流程，从而限制了它们在现场、临床等快速测量场景中的应用。因此，开发快速、简便、经济的金属离子传感技术十分必要。DNAzyme是通过体外筛选技术(SELEX)获得的具有与蛋白酶类似催化活性的单链DNA。相比蛋白酶，DNAzyme具有稳定性高、人工合成简单快捷、活性高等特点。金属离子如Pb2+、UO22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纯DNA功能水凝胶的有害金属离子免标记检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：设计两条DNA单体序列E链和S链，分别包含目标金属离子的DNAzyme和酶切底物，并至少含有三段互补片段；/n步骤2：将设计的两条单体序列混合杂交制备纯DNA水凝胶；/n步骤3：将目标金属离子溶液与制备的纯DNA水凝胶反应30min～6h，使DNA水凝胶骨架中特定的DNAzyme被激活并切断底物序列，破坏水凝胶结构，释放出核酸碎片，然后利用核酸碎片直接测量上清溶液中DNA的本征紫外吸收信号，进而实现对目标金属离子浓度的检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于纯DNA功能水凝胶的有害金属离子免标记检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：设计两条DNA单体序列E链和S链，分别包含目标金属离子的DNAzyme和酶切底物，并至少含有三段互补片段；
步骤2：将设计的两条单体序列混合杂交制备纯DNA水凝胶；
步骤3：将目标金属离子溶液与制备的纯DNA水凝胶反应30min～6h，使DNA水凝胶骨架中特定的DNAzyme被激活并切断底物序列，破坏水凝胶结构，释放出核酸碎片，然后利用核酸碎片直接测量上清溶液中DNA的本征紫外吸收信号，进而实现对目标金属离子浓度的检测。


2.根据权利要求1所述的一种基于纯DNA功能水凝胶的有害金属离子免标记检测方法，其特征在于，所述步骤1中，当目标金属离子为铅离子时，DNA水凝胶的两条单体序列分别为：
S1链：
5’-TATCAGATTCGATTTTTTCACTAT/rA/GGAAGAGATGTTTTTGTCGGTAACCAG-3’；
E1链：
5’-TCGAATCTGATATTTTTCATCTCTTCTCCGAGCCGGTCGAAATAGTGATTTTTCTGGTTACCGAC-3’。


3.根据权利要求2所述的一种基于纯DNA功能水凝胶的有害金属离子免标记检测方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3a：将80μL0～1000nmol/L不同浓度的Pb2+标准液加入10μL的DNA水凝胶中，于25℃恒温条件下反应；
步骤3b：每隔1h从PCR管上清中取1～2μL，用微量核酸蛋白测定仪测试260nm处吸光度。


4.根据权利要求1所述的一种基于纯DNA功能水凝胶的有害金属离子免标记检测方法，其特征在于，所述步骤1中，当目标金属离子为铀酰离子时，DNA水凝胶的两条单体序列分别为：
S2链：
5’-GAAATGGATGGGTTTTTTTACTCACTAT/rA/GGAAGAGATGGACGTGTTTTTTTGACAAGAATAAG-3’；
E2链：
5’-CC...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚健，唐伟，陈春，李希建，于立冰，程梦茜，熊忠华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51