[發明專利]基于發夾式DNA探針的水中汞離子檢測方法

在審

• 申請號: 201710588107.6
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107436297A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 李曉春;薛斌軍;王樂;于化忠
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙)14111
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及一種水中汞離子的檢測方法，尤其是一種利用Hg2+ 可特異性地與DNA 的胸腺嘧啶堿基（T）共價結合形成穩定的T–Hg2+–T 結構，改變熒光能量共振轉移的距離來實現一步法的Hg2+定量檢測方法。

背景技術

汞是一種具有顯著生物毒性的水環境污染物，對人體健康具有嚴重危害，它能夠引起肝炎、腎炎，甚至破壞人體的中樞神經系統，導致腦死亡，我們熟知的水俁病就是汞中毒引起的。目前，對重金屬汞的傳統檢測方法包括電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS），原子吸收光譜法（AAS）和電感耦合等離子發射光譜法等。這些方法雖然準確度高、靈敏度好，但由于所需儀器價格昂貴、操作復雜、檢測周期長，而且不能進行現場在線分析，因此難以推廣，一般只在具有國家資質認可的專業性機構才會用到。

隨著科學技術發展，新型汞離子檢測方法和儀器陸續出現，例如：化學分子傳感器(Othman AB, Lee JW, Wu JS, et al. J. Org. Chem., 2007, 72 (20): 7634.)、納米材料傳感器(Lee JS, Ulmann PA, Han MS, et al. Nano Lett., 2008, 8 (2): 529.)、DNA修飾的化學傳感器(Miao P, Liu L, Li Y, et al. Electrochem. Commun., 2009, 11 (10): 1904.)以及DNA酶傳感器(Li T, Dong SJ, Wang EK, Anal. Chem., 2009, 81 (6): 2144.)等。

自從Ono等人利用一種含富T堿基的DNA與Hg2+形成穩定的T-Hg2+-T復合物，并用于檢測Hg2+以來，這種特殊序列的DNA探針傳感器逐漸引起人們的廣泛研究興趣(Ono A, Togashi H, Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43 (33): 4300.)；如公開號為CN103045460A公開了“一種以發夾式DNA為探針的可視化塑料基生物芯片及其制備方法和應用”，該文獻中主要是強調芯片的制備方法，雖然也用到了發夾式DNA探針，但所使用檢測原理完全不同；公開號為CN102590170A公開了：“基于熒光共振能量轉移對水溶液中汞離子和/或銀離子同時進行檢測的方法”，該文獻是基于能量共振轉移的方法對水中汞離子和銀離子的同時檢測，是利用一種含富T堿基的DNA與Hg2+形成穩定的T-Hg2+-T復合物，但是該文獻中使用的DNA鏈為兩條，利用的是兩條鏈兩端標記熒光染料供受體實現的能量共振轉移，此方法不僅需要先使兩條鏈互補配對，對實驗條件的要求比較苛刻；公開號為 CN102912011A公開了：“基于寡核苷酸鏈的熒光增強型Hg2+檢測芯片及方法”，該文獻是利用能量共振轉移對汞離子進行檢測，但是使用的是互補堿基雜交配對原理，使用三條互補配對鏈，這些方法，影響實驗的外界條件比較多，過程較為復雜，因此穩定性不好，容易受到某個因素的影響。為此，針對水中汞離子的檢測，開發更加簡便、快捷、準確的檢測方法具有重要意義。

發明內容

本發明提供一種利用Hg2+ 可特異性地與DNA 的胸腺嘧啶堿基（T）共價結合形成穩定的T–Hg2+–T 結構，改變熒光能量共振轉移的距離來實現一步法的Hg2+定量檢測。該方法靈敏度高，準確性好，利于推廣到現場實時在線檢測，有望提供一種穩定、準確、快速的檢測重金屬的方法。

本發明的目的在于提供一種基于發夾式DNA探針的水中汞離子檢測方法，所述檢測方法是利用Hg2+ 可特異性地與DNA 的胸腺嘧啶堿基（T）共價結合形成穩定的T–Hg2+–T 結構，改變熒光能量共振轉移的距離來實現一步法的Hg2+定量檢測。

在上述檢測方法中，所述檢測方法的DNA探針是一條DNA兩端標記滿足能量共振轉移條件的熒光染料，加入Hg2+之后，Hg2+會與DNA探針上的T堿基生成T-Hg2+-T的穩定結構，使DNA鏈結構發生變化，同時染料之間距離發生變化，能量強度發生變化；其中：

所述檢測方法的DNA鏈為：5?-Cy3-CAAATGAACTTTGGTTTCCCTTTTCATTTT-Cy5-3?。

所述檢測方法的Hg2+是1.5 nM的最低檢測限。

所述檢測方法是直接將待檢測的Hg2+加入到配置好的DNA溶液中，實現一步法檢測。