本发明专利技术涉及一种基于寡核苷酸链的汞离子电化学传感器及其制作和检测方法，属于生物分析技术领域。该传感器的制作方法为将化学修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链固定在金电极上；将固定有全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链的金电极浸泡到含有全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链的杂交液中。本发明专利技术利用了Hg2+能特异性地与两条相邻全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链上的T碱基共价结合，形成稳定的分子间T-Hg2+-T结构，进而诱导与全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链杂交的互补链全腺嘌呤(A)寡核苷酸链的释放。汞离子会导致互补链的释放，使电化学信号降低，从而实现对汞离子的电化学检测。本发明专利技术大幅提高了检测灵敏度，具有很好的离子选择性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种基于寡核苷酸链的汞离子电化学传感器制作及其应用方法，属于生物分析
技术介绍
汞是高毒的全球性环境污染物，尤其是其具有高迁移性、持久性、甲基化作用性、生物富集性及食物链放大性的特点，即便是极微量的存在于环境中，对动植物及人类的健康也是极大的威胁。全世界的汞一年的排放量约I. 5万吨，主要来源于汞矿、冶金、氯碱エ业、电器エ业和矿物燃料的燃烧。汞以多种形式存在与环境中，水溶性的ニ价汞离子(Hg2+)是汞污染最常见和最稳定的形式之一。如何有效地进行环境中汞离子含量的測定，仍是广大分析工作者面临的挑战。目前传统的汞离子检测方法主要有原子(吸收，发射，荧光)光谱法及电感耦合等离子质谱仪(Inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)。尽管能够得到比较精石角的检测結果，但这些方法依赖大型仪器设备、耗费耗时、需进行样品预处理，需要专门的技术人员进行操作，检测成本高，很难满足现场快速检测的要求。因此，迫切需要更加简便、快速、经济、准确的可以用于现场分析检测汞离子的方法。而目前国内外对汞离子进行现场检测的方法还不多，多数在灵敏度和专ー性上不能够满足要求。近来的研究表明，汞离子能特异性地与两个胸腺嘧啶碱基(T)共价结合形成稳定的T-Hg2+-T结构。基于汞离子的这ー特殊的性质，已发展了各种Hg2+检测方法如荧光法(A. Ono, H. Togashi, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2004,43,4300.)、纳米金聚集比色法(J. S. Lee, M. S. Han, C. A. Mirkin, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2007，46，4093.)，生物芯片法(J. S. Lee, C. A. Mirkin,，Anal. Chem. 2008，80，6805.)等。这些方法普遍具有选择性好、特异性强等特点，但检测灵敏度普遍不高，操作繁琐，且多不适合现场检測。电化学DNA传感器是近几年迅速发展起来的ー种生物传感器，这种传感器以功能性的核酸链为识别分子，通过靶标存在时电信号的特征性变化来实现对靶标的检测。其主要特点是灵敏度高、响应快、操作简单和便携式，非常适合现场检測。汞离子的电化学DNA传感技术近些年来也有报道如基于酶反应放大信号的电化学DNA传感器(Zhang，Z. ；Tang, A. ；Liao, S. ;Chen, P. ；ffu, Z. ；Shen, G. ；Yu, R. Biosens. Bioelectron. 2011, 26,3320-4.)基于结构转换的电化学 DNA 传感器(ffu, D. ；Zhang, Q. ；Chu, X. ；ffang, H. ；Shen,G. ；Yu, R. Biosens. Bioelectron. 2010，25，1025-1031.)和基于形成网状结构的电化学 DNA传感器(Tang, X. ；Liu, H. ；Zou, B. ；Tian, D. ；Huang, H. Analyst 2012,137, 309-11.) 这些传感器在灵敏度和选择性上有了很大的提高，但这些方法大多在检测时还需额外添加试齐U，并不是一步检测的简单方法，灵敏度不够高或者检测范围窄
技术实现思路
本专利技术的目的在于结合汞离子能特异性地与两个胸腺嘧啶碱基(T)共价结合形成稳定的T-Hg2+-T结构的这ー特性以及电化学DNA传感器的优点，提供一种基于寡核苷酸链的Hg2+检测电化学传感器及其制作方法和检测方法，以实现对Hg2+低成本、高灵敏、准确、快速的检测。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面是提供一种用于汞离子检测的电化学传感器，其中，该传感器为ー种金电极，该金电极具有固定在其上的化学修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链及与该全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链互补的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链。进ー步，所述全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链固定在该金电极的表面上，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链为标记ニ茂铁的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链。进ー步，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链包被到纳米金表面。进ー步，所述全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链为探针A，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链为探针B，其中所述探针A为5’ -SH-(CH2)6-TTTTTTTTTTTTTTT-3’，所述探针B 为5’-Fe- (CH2) 6-AAAAAAAAAAAAAAA-3，。进ー步，所述全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链为探针C，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链为探针D，其中所述探针C为5’ _TTTTTTTTTTTTTTT_ (CH2) 6-SH-3’，所述探针D为5’ -FC- (CH2) 6-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA- (CH2) 6_SH_3，。进ー步，所述探针C的密度为I. OXlOll-L OXlO13链/cm2。本专利技术的第二方面是提供一种用于汞离子检测的电化学传感器的制作方法，其中，包括如下步骤第一步骤将化学修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链固定在金电极上；第二步骤将固定有全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链的金电极浸泡到含有与该全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链互补的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链的杂交液中。进ー步，在第一步骤中，所述化学修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链固定在金电极的表面上，在第二步骤中，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链为标记ニ茂铁的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链。进ー步，在第二步骤中，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链包被到纳米金表面。进ー步，利用探针A和探针B制作该电化学传感器，其中所述探针A为5’ -sH-(CH2)6-mmTnTnTTT-3’，所述探针 B 为 5’ -Fe-(CH2) 6-AAAAAAAAAAAAAAA-3 ’。进ー步，利用探针C和探针D制作该电化学传感器，其中所述探针C为5，_xxxxxxxxxxxxxxx_ (CH2) 6-SH-3，，所述探针 D 为 5 ’ -Fe- (CH2) 6-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA_(CH2)6-SH-3’。进ー步，在第一步骤中，IuM的末端巯基修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链在IOOiI M 三[2-羧こ基]膦(TCEP)，IOmM Tris，I. OMNaCl，pH = 8. 0 中室温下还原 lh，将未经修饰的干净的金电极浸泡到其中，室温下过夜自组装，组装后的电极用IOmM Tris, I. OMNaCl，pH = 8.0冲洗两遍，然后将电极放到含ImM巯基己醇(MCH)的水溶液中封闭30分钟，再用IOmM Tris, I. OM NaCl,pH = 8. 0冲洗三遍,吹干备用；在第二步骤中，标记ニ茂铁的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链用杂交液1/15M PB，0. 3M NaCl，pH = 7.4稀释成50nM，将组装好全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链的金电极浸泡到其中，25°C，反应3h，然后用1/15M PB，0. 3MNaCl, pH = 7. 4洗三次,从而得到该传感器。进ー步，在第一步骤中，IuM的末端巯基修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链在IOOiI M 三[2-羧こ基]膦(TCEP)，IOmM T本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于汞离子检测的电化学传感器，其特征在于，该传感器为一种金电极，该金电极具有固定在其上的化学修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链及与该全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链互补的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链。
【技术特征摘要】
1.ー种用于汞离子检测的电化学传感器，其特征在干，该传感器为ー种金电极，该金电极具有固定在其上的化学修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链及与该全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链互补的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链。2.根据权利要求I所述的电化学传感器，其特征在于，所述全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链固定在该金电极的表面上，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链为标记ニ茂铁的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链。3.根据权利要求I或2所述的电化学传感器，其特征在于，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链包被到纳米金表面。4.根据权利要求I或2所述的电化学传感器，其特征在于，所述全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链为探针A，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链为探针B ，其中所述探针A为5’ -SH-(CH2)6-mmTnTnTTT-3’，所述探针 B 为 5’ -Fc-(CH2)6-AAAAAAAAAAAAAAA-3’。5.根据权利要求3所述的电化学传感器，其特征在于，所述全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链为探针C，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链为探针D，其中所述探针C为5’ -TITITITITITITIT-(CH2)6-SH-3’，所述探针 D 为 5’ -Fe-(CH2) 6_AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-(CH2)6-SH-3，。6.根据权利要求5所述的电化学传感器，其特征在干，所述探针C的密度为I. OXlO12-L OXlO13 链/cm2。7.ー种用于汞离子检测的电化学传感器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤 第ー步骤将化学修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链固定在金电极上；第ニ步骤将固定有全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链的金电极浸泡到含有与该全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链互补的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链的杂交液中。8.根据权利要求7所述的电化学传感器的制作方法，其特征在于，在第一步骤中，所述化学修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链固定在金电极的表面上，在第二步骤中，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链为标记ニ茂铁的全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链。9.根据权利要求7或8所述的电化学传感器的制作方法，其特征在于，在第二步骤中，所述全腺嘌呤(A)寡核苷酸互补链包被到纳米金表面。10.根据权利要求7或8所述的电化学传感器的制作方法，其特征在于，利用探针A和探针B制作该电化学传感器，其中所述探针A为5’-SH-(CH2)6-TTTTTTTTTTTTTTT-3’，所述探针 B 为 5’ -Fe- (CH2) 6-AAAAAAAAAAAAAAA-3’。11.根据权利要求9所述的电化学传感器的制作方法，其特征在于，利用探针C和探针D制作该电化学传感器，其中所述探针C为5’ -TTTTTTTTTTTTTTT-(CH2)6-SH-3’，所述探针D 为 5 ’ -Fe-(CH2)6-AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA-(CH2)6-SH-3，。12.根据权利要求7所述的电化学传感器的制作方法，其特征在于，在第一步骤中，I U M的末端巯基修饰的全胸腺嘧啶(T)寡核苷酸链在100 ii M三[2-羧こ基]膦(TCEP)，IOmM Tris, I. OM NaCl, pH = 8. 0中室温下还原lh，将未经修饰的干净的金电极浸泡到其中，室温下过夜自组装，组装后的电极用IOmM Tri s，I. OM NaCl, pH = 8. 0冲洗两遍，然后将电极放到含ImM巯基己醇(MCH)的水溶液中封闭30分钟，再用IOmM Tris, I...
【专利技术属性】
技术研发人员：娄新徽，赵滔，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：
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