基于非标记法DNA生物传感器实现汞离子和铅离子同步检测的方法及其DNA探针技术

本发明专利技术公开一种基于非标记法DNA生物传感器实现汞离子和铅离子同步检测的方法及其DNA探针。本发明专利技术方法结果灵敏，操作简易，成本较低，在检测范围内，汞、铅两种离子浓度和荧光信号均呈良好的线性关系。本发明专利技术对于汞、铅两种离子均有良好的特异性，钾、铜、镍、镁、钙等多种金属离子对检测均无干扰作用；对汞离子和铅离子的检测限分别为4.094nM和3.22nM，且整个检测过程在室温下即可完成，通过荧光分光光度计可以直接获取结果，已完成对自来水实际样本的测试，检测过程便捷快速，可用于实际水体中检测汞离子和铅离子。测汞离子和铅离子。测汞离子和铅离子。

【技术实现步骤摘要】
基于非标记法DNA生物传感器实现汞离子和铅离子同步检测的方法及其DNA探针


[0001]本专利技术属于环境分析
，具体涉及基于非标记法DNA生物传感器实现汞离子和铅离子同步检测的方法及其DNA探针。

技术介绍

[0002]随着近年科技和工业的迅速发展，重金属被广泛应用于国防军工、化工制造等多个产业，广泛地存在于人类日常的生产生活中。重金属化合物会导致水体严重污染，其中，汞离子和铅离子污染的影响最为严重，它们具有危害大和治理难等显著特点，可在水体中通过富集作用产生更强烈的毒性，最终通过食物链进入人体内导致患上多种疾病，如心血管疾病、神经性疾病等，对公众健康安全构成了严重的威胁。尽管冷原子吸收光谱法、电感耦合等离子体法(ICP
‑
OES/MS)等传统方法能满足两种离子同步检测的需求，且灵敏度高、检出限低，但它们的检测成本极高、预处理过程繁琐、对操作人员要求较高，重要的是无法做到实时监测，不适于在实际生活中应用推广。
[0003]因此，开发一种操作简单、成本低、灵敏性高、检测快速且满足Hg
2+
和Pb
2+
同步检测的DNA探针尤其重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种能够同步检测汞离子和铅离子的DNA探针。
[0005]本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种能够同步检测汞离子和铅离子的DNA探针ODN
‑
1，序列如下：
[0007]5’‑r/>TTTTTTCCGGTTGGTGTGGTTGGTTTTTT
‑3’
。
[0008]所述的DNA探针ODN
‑
1与待测样品混合后，当样品中有汞离子存在时，DNA链的TT碱基与汞离子形成T
‑
Hg
2+
‑
T配对；当样品中有铅离子存在时，铅离子与G碱基形成的G
‑
四链体相互作用，致使T
‑
Hg
2+
‑
T的构象改变。
[0009]本专利技术的第二个目的是提供上述DNA探针在水样中同步检测汞离子和铅离子的应用。
[0010]本专利技术的第三个目的是提供一种基于非标记法DNA生物传感器实现汞离子和铅离子同步检测的方法，利用特定序列的非标记的寡核苷酸链和两种缓冲液及一种嵌入式荧光剂DAPI基于荧光法实现对汞离子和铅离子的检测，具有成本较低，检测快速的优点。
[0011]一种基于非标记法DNA生物传感器实现汞离子和铅离子同步检测的方法，采用如下技术方案：
[0012]步骤(1)、将上述DNA探针溶于缓冲液，然后加入待测样品混匀得到混合溶液，室温下静置4
‑
6min；
[0013]步骤(2)、将嵌入式荧光剂DAPI(4
’
,6
‑
二脒基
‑2‑
苯基吲哚)加入步骤(1)所得混合
溶液中并混匀，室温下静置一段时间；
[0014]步骤(3)、测定步骤(2)静置后溶液的荧光信号强度。
[0015]作为优选，步骤(1)中所述DNA探针的浓度为20
‑
25nM。
[0016]作为优选，检测汞离子时，步骤(2)中所述缓冲液为Tris
‑
HAc缓冲液；
[0017]所述Tris
‑
HAc缓冲液的浓度为25mM，pH为7.5，由三羟基甲基氨基甲烷Tris、醋酸HAc和100mMNaAc配制得到。
[0018]作为优选，检测铅离子时，步骤(2)中所述缓冲液为加入有NaCl的Tris
‑
HCl缓冲液；
[0019]所述加入有NaCl的Tris
‑
HCl缓冲液的浓度为25mM，pH为8.5，由三羟基甲基氨基甲烷Tris、盐酸HCl和100mMNaCl配制得到。
[0020]作为优选，检测铅离子时，步骤(2)静置后还需加入1000
‑
1200nM汞离子，混匀并静置5
‑
7min。
[0021]作为优选，步骤(2)中DAPI的浓度为100
‑
125nM，静置时间为20
‑
22min。
[0022]步骤(2)中采用的嵌入式荧光剂DAPI自身显示极微弱的荧光信号，当待测样品中不存在汞离子和铅离子时，几乎可忽略；存在汞离子时，DAPI嵌入到T
‑
Hg
2+
‑
T复合物中，显示出强烈的荧光信号；存在铅离子时，T
‑
Hg
2+
‑
T复合物的二级结构发生改变，荧光信号淬灭，从而实现荧光开关的功能。
[0023]荧光检测可以通过荧光分光光度计来实现，步骤简易，成本较低，结果实时，检测范围广，通过判断荧光信号的开关和强度大小，即可对汞离子和铅离子达到定性定量检测和实时检测的目的。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025](1)本专利技术所述的DNA探针具有较高的灵敏度，对汞离子和铅离子的检测限分别为4.094nM和3.22nM，检测结果可通过荧光数值判断，两种离子可定量检测的范围广，操作简便可以实现实时检测的目的。
[0026](2)本专利技术所述的DNA探针对汞离子和铅离子均有较强的特异性，常见的其他金属离子对检测不产生干扰作用。
[0027](3)本专利技术所述的DNA探针可同步实现对汞离子和铅离子的检测，溶液中同时存在汞离子和铅离子时均可实现对其中某一离子的单独检测。
[0028](4)本专利技术所述的DNA探针已完成对自来水样本的测试，具有较高的回收率，可在实际生活中应用推广。
[0029](5)本专利技术的DNA探针，操作简单方便，仅需使用简单的仪器即可进行检测，不需要专业的技术人员和繁琐复杂的制备过程。
附图说明
[0030]图1为本专利技术中检测汞离子和铅离子的原理图；其中(a)为存在汞离子时，DAPI嵌入到T
‑
Hg
2+
‑
T复合物中，荧光信号开启；(b)为存在铅离子时，T
‑
Hg
2+
‑
T复合物的二级结构发生改变，荧光信号关闭；
[0031]图2为不同浓度的汞离子和铅离子的荧光曲线图以及汞离子和铅离子浓度与荧光强度线性关系图，其中(a)为不同浓度的汞离子的相对荧光(F
‑
F0)强度曲线图；(b)为相对
荧光(F
‑
F0)强度与汞离子浓度之间的线性关系；(c)为不同浓度的铅离子的相对荧光(F
‑
F0)强度曲线图；(d)为相对荧光(F
‑
F0)强度与铅离子浓度之间的线性关系；
[0032]图3为不同金属离子干扰下的对汞离子和铅离子特异性检测的结果图；其中其中(a)为溶于Tri本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够同步检测汞离子和铅离子的DNA探针ODN
‑
1，其特征在于所述DNA探针ODN
‑
1的序列如下：5
’‑
TTTTTTCCGGTTGGTGTGGTTGGTTTTTT
‑3’
。2.权利要求1所述的DNA探针ODN
‑
1探针在同步检测水样中汞离子和铅离子方面的应用。3.一种基于非标记法DNA生物传感器实现汞离子和铅离子同步检测的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤(1)、将权利要求1所述的DNA探针ODN
‑
1溶于缓冲液，然后加入待测样品混匀得到混合溶液，室温下静置4
‑
6min；步骤(2)、将嵌入式荧光剂DAPI加入步骤(1)所得混合溶液中并混匀，室温下静置一段时间；步骤(3)、测定步骤(2)静置后溶液的荧光信号强度。4.根据权利要求3所述的一种基于非标记法DNA生物传感器实现汞离子和铅离子同步检测的方法，其特征在于，步骤(1)中所述DNA探针ODN
‑
1的浓度为20
‑
25nM。5.根据权利要求3所述的一种基于非标记法DNA生物传感器实现汞...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘禹辛，李翔翔，高子涵，蔡雨乐，徐悠扬，裘洁琼，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：