[發明專利]一種檢測汞離子的比色生物傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710086358.4
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106872682B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 李慧;韓聰;宋曉蕾;劉素;王玉;黃加棟;裴倩倩;冷雪琪;崔雪珺;張雪;王敬鋒;王海旺
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N33/53
• 分類號: G01N33/53;G01N21/78;G01N21/33
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張世靜

本發明涉及生物傳感器技術領域，特別涉及一種檢測汞離子的比色生物傳感器及其制備方法。由以下制備方法制備而成：合成金納米粒子；將Probe4修飾到金納米粒子表面；將標記的納米金溶液與均相反應溶液混合。本發明利用了核酸適配體的特異型識別，利用“T?Hg²⁺?T”的復合結構實現了對目標物汞離子的高特異性檢測；利用鏈置換，實現了Probe2和Probe3的循環利用，起到了信號放大的作用。解決了現有技術中檢測汞離子的方法特異性和靈敏度都比較低、成本高的問題。

技術領域

本發明涉及生物傳感器技術領域，特別涉及基于核酸適配體檢測汞離子的生物傳感器，還涉及其制備方法。

背景技術

由于一些重金屬離子的存在對水環境以及人類的健康有著不利的影響，對水生生態系統中的重金屬離子的監測開始受到人們的廣泛重視。汞離子是有毒重金屬污染物，廣泛存在于水，土壤甚至食物中。汞離子可以損傷大腦，心臟，胃，腸和腎臟。微量的汞可以通過食物鏈累積在人體內，造成慢性汞中毒。

目前報道的汞離子的檢測方法包括原子發射光譜法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質量光譜法，電化學方法等，這些方法往往存在儀器昂貴、分析周期長、樣品預處理復雜、檢測費用昂貴等問題，對于汞離子檢測的方便、快捷、靈敏度等方面的要求已難以適應。因此，目前急需建立一種快速，準確，靈敏且高特異性的檢測方法來檢測汞離子的殘留。

發明內容

為了解決以上現有技術中檢測汞離子的方法特異性和靈敏度都比較低、成本高、檢測周期長的問題，本發明提供了一種特異性和靈敏度高、成本低、檢測速度快的基于鏈置換以及納米金檢測汞離子的比色生物傳感器。同時，還涉及其制備方法。

本發明是通過以下步驟得到的：

本發明中一共用到了4條DNA鏈，其序列分別是：

Probe1： 5’-GGTCACGCTTTCTTCTTTCTTTC-3’（SEQ ID NO:1）；

Probe2： 5’-GAAAGCGTGACACAG-3’ (SEQ ID NO:2）；

Probe3： 5’-GTTTGTTTGTTGTTAGCGTGACGGTC-3’ (SEQ ID NO:3）；

Probe4： 5’-SH-TTTCACGCTTTC-3’ (SEQ ID NO:4）。

其中Probe1的斜體部分是Probe2斜體部分的互補序列，在汞離子存在的情況下，Probe3的橫線部分會與Probe1的橫線部分形成“T-Hg²⁺-T”結構，接著引發Probe3的斜體部分與Probe1斜體部分進行堿基互補配對，釋放Probe2，完成鏈置換過程。同時核酸外切酶Ⅲ水解雙鏈，釋放Probe3繼續重復上述過程，實現信號放大。Probe4的5’端修飾-SH，通過Au-S共價鍵將Probe4修飾到納米金表面，由于Probe4的斜體部分與Probe2的斜體部分進行堿基互補配對，在酶的作用下水解Probe4，釋放Probe2，將金納米粒子間的距離拉近，使得金納米粒子聚沉。釋放的Probe2又可繼續同Probe4雜交實現第二步循環信號放大。通過測量納米金溶液的吸光度來定量檢測汞離子。

本發明中汞離子的檢測是在均相溶液中實現的，通過鏈置換的方式來實現信號的放大，從而實現汞離子的高靈敏檢測，并獲得較低的檢測下限。