基于全细胞生物传感器的水溶性样品中重金属离子半定量检测方法技术

本发明专利技术公开一种基于全细胞生物传感器的水溶性样品中重金属离子半定量检测方法，属于环境生物技术领域。该方法操作便利、耗时短、成本低、可视性好、易于定量。利用SRRz裂解基因作为报告元件，响应迅速，菌液在接触重金属2h内光密度明显下降。利用SRRz裂解基因作为报告元件，导致微生物菌体裂解，所得结果与Cd(II)离子浓度相关性较高，检测结果可实现裸眼判断，也可通过可见光分光光度计检测。利用X

【技术实现步骤摘要】
基于全细胞生物传感器的水溶性样品中重金属离子半定量检测方法


[0001]本专利技术属于环境生物
，特别涉及一种基于全细胞生物传感器的水溶性样品中重金属离子(二价镉离子)半定量检测方法。

技术介绍

[0002]随着人们环保意识的不断增强，对水体污染也越来越重视，尤其是重金属元素对水体的污染。它们不能被生物降解，相反却有在生物体内有积累的倾向，造成慢性中毒。因此，对其进行测定对于人类健康和环境保护都具有重要意义。重金属离子的检测主要有两个发展方向。一种是基于仪器的分析化学方法，如气相色谱
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质谱(GC
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MS)、高效液相色谱
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质谱(HPLC
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MS)、原子吸收光谱(AAS)，X射线荧光光谱法(XRF)等，然而基于仪器的分析需要非常昂贵的设备、训练有素的操作员和耗时的样品制备，几乎不可能实时应用这些方法进行现场分析，并且无法反映重金属的生物利用度。另一种方法涉及生物或理化传感器。基于化学的金属传感器使用螯合配体作为传感设备，通过测量光谱变化(例如荧光)来检测金属螯合物的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测水溶性样品中重金属离子的全细胞生物传感器，其特征在于：所述全细胞生物传感器是将重金属离子诱导的基因表达系统转化大肠杆菌中构建得到的；所述的重金属离子诱导的基因表达系统中自5
′
到3
′
端依次连接大肠杆菌终止子、含有双向启动子的重金属离子响应元件、噬菌体裂解基因、大肠杆菌终止子；所述的含有双向启动子的重金属离子响应元件为含有双向启动子序列的镉响应蛋白，见SEQ ID No.1。2.根据权利要求1所述的全细胞生物传感器，其特征在于：所述的噬菌体裂解基因为λ噬菌体的裂解基因SRRz，具有SEQ ID No.2所示的核苷酸序列；所述的大肠杆菌终止子为终止子TrrnB，其核苷酸序列如SEQ ID No.3所示；所述的重金属离子诱导的基因表达系统所用的出发载体为pSB1C3，pBluescript，pUC18，pUC19或pET系列；所述的大肠杆菌为E.coliBL21。3.一种检测水溶性样品中重金属离子的全细胞生物传感器的构建方法，其特征在于：具体包括如下步骤：以pSB1C3为出发载体：(1)合成特异性识别Cd(II)的CadA操纵子DNA序列，包括Cd(II)响应蛋白和双向启动子序列，见SEQ ID No.1，序列从5
′
到3
′
依次为EcoRI、NotI、XbaI、响应蛋白反向互补编码基因、双向启动子、SpeI、NotI和PstI；(2)合成λ噬菌体裂解基因SRRz，其序列见SEQ ID No.2，序列从5
′
到3
′
依次为EcoRI、NotI、XbaI、SRRz裂解基因、SpeI、NotI和PstI；(3)合成终止子TrrnB，其序列见SEQ ID No.3，序列从5
′
到3
′
依次为EcoRI、NotI、XbaI、TrrnB终止子、SpeI、NotI和PstI；(4)将特异性识别Cd(II)的CadA操纵子DNA序列SEQ ID No.1用XbaI和PstI进行双酶切，含有终止子TrrnB序列SEQ ID No.3用EcoRI和SpeI进行双酶切，载体pSB1C3用EcoRI和PstI进行双酶切，三者经连接酶连接成环形成pSB1C3
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TrrnB
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CadA，其中TrrnB
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CadA的连接是依靠SpeI和XbaI酶切产生同尾序列进行连接的；(5)将含有SRRz裂解基因的序列SEQ ID No.2用EcoRI和SpeI进行双酶切，含有终止子TrrnB序列SEQ ID No.3用XbaI和PstI进行双酶切，载体pSB1C3用EcoRI和PstI进行双酶切，三者经连接酶连接成环形成pSB1C3
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SRRz
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TrrnB，其中SRRz
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TrrnB的连接是依靠SpeI和XbaI酶切产生同尾序列进行连接的；(6)质粒pSB1C3
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TrrnB
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CadA采用SpeI和PstI进行双酶切，质粒pSB1C3
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SRRz
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TrrnB采用XbaI和PstI进行双酶切，目的片段纯化后连接获得镉离子响应载体，命名为pSB1C3
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MCd；(7)将步骤(6)所得的载体转入到E.coli BL21感受态细胞，获得重金属检测用的重组大肠杆菌，即全细胞生物传感器。4.权利要求1或2所述的检测水溶性样品中重金属离子的全细胞生物传感器在快速检测水溶性样品中重金属离子中的应用。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述的全细胞生物传感器在15～40℃、pH4～9条件下于1～3h完成样品中重金属的专一性检测。
6.一种基于权利要求1或2所述的全细胞生物传感器的水溶性样品中重金属离子半定量检测方法，其特征在于：包括如下步骤：方案...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爽，马浩，朱晁谊，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：