[發明專利]生物芯片和特異性切割位點DNA序列檢測汞離子的方法

有效

• 申請號: 201710784214.6
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107727618B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 高力;夏妮;施海峰;周陽;張春霞;時海霞
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了生物芯片和特異性切割位點DNA序列檢測汞離子的方法，屬于生物化學、環境檢測和食品安全等領域中的核酸檢測方法。本發明應用一種新的簡單有效的機制：基于Hg²⁺誘導的硫代磷酸酯RNA修飾的切割結合生物芯片來檢測Hg²⁺。設計了兩種包含一個和兩個硫代磷酸酯RNA修飾的切割位點的分子信標，利用所攜帶的羧基熒光素熒光標記(FAM)可以靈敏地選擇性檢測Hg²⁺。本發明屬于生物化學、環境檢測和食品安全等領域中的重金屬檢測方法，所使用的DNA含有的硫代磷酸酯RNA修飾的切割位點具有多個，即增加DNA的Hg²⁺特異性切割位點會提高檢測Hg²⁺的靈敏度。

技術領域：

本發明屬于生物化學、環境檢測和食品安全等領域中的重金屬檢測方法，基于氧化石墨烯納米材料(Graphene Oxide)，物理性吸附含有PS(硫代磷酸酯)RNA修飾的FAM(羧基熒光素)標記的DNA，結合生物芯片通過熒光強度的變化來檢測所加Hg²⁺的濃度。此外本發明所使用的DNA含有的PS RNA修飾切割位點具有多個，即增加DNA的Hg²⁺特異性切割位點會提高檢測Hg²⁺的靈敏度。

背景技術：

汞是一種劇毒的重金屬，由于其生物累積性，長期暴露于汞中即使是很低的濃度也會導致嚴重的器官損傷。為了實現快速檢測，許多小分子，肽，脂質和核酸已經被應用于Hg ²⁺的生物傳感檢測中。在過去的十年中，通過生物傳感器檢測Hg²⁺已吸引了人們廣泛的研究興趣。尤其是現已開發了許多基于DNA的傳感策略。眾所周知的實例包括胸腺嘧啶(T)-Hg²⁺相互作用和Hg²⁺活化的DNA酶。然而，這些機制高度依賴于緩沖條件或需要與另一條DNA鏈雜交。在這里，本發明應用一種新的簡單有效的機制：基于Hg²⁺誘導的硫代磷酸酯RNA修飾的切割結合生物芯片來檢測Hg²⁺。設計了兩種包含一個和兩個PS RNA切割位點的分子信標，利用所攜帶的FAM熒光標記可以靈敏地選擇性檢測Hg²⁺。

GO(氧化石墨烯)具有良好的親水活性，表面積大且表面具有較多的功能基團，如羥基、羧基和環氧基等功能基團，這些功能基團與水分子具有較強的結合能力，因此易溶于水，制備方便。此外GO具有極強的吸附物理特性，對熒光分子有較強的淬滅作用。

強親硫性是Hg²⁺的一個重要特征，其可將Hg²⁺與其它常見金屬離子區分開。本發明通過硫代磷酸酯(PS)修飾將硫原子引入DNA序列，其中DNA磷酸主鏈中的一個非橋接氧原子被硫原子取代。Hg²⁺與S結合導致磷酸鍵斷裂，致使帶有FAM的一端遠離淬滅劑，熒光強度增強。

生物芯片技術起源于核酸分子雜交。所謂生物芯片一般指高密度固定在互相支持介質上的生物信息分子(如基因片段、DNA片段、多肽、蛋白質、糖分子、組織等)的微陣列雜交型芯片(micro-arrays)，陣列中每個分子的序列及位置都是已知的，并且是預先設定好的序列點陣。芯片底部分布矩陣，將橡膠按底部的矩陣吸附在芯片上，這樣橡膠將玻片表面平均分成多格而每格的傳感體系互不干擾，可實現多濃度及多樣本的高通量檢測,見圖1。且橡膠可拆卸下來循環利用，減低成本。所以將芯片作為測量傳感器的載體工具簡單有效。

發明內容

生物芯片和特異性切割位點DNA序列檢測汞離子的方法，按照以下方法進行：

(1)設計：按檢測原理設計含有一個和兩個PS修飾切割位點的DNA序列，送去生物公司合成。將獲得的DNA序列溶于超純水中，終濃度為50nM。