[發(fā)明專利]一種利用α-溶血素納米孔檢測銅離子的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910365826.0
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110133065A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郗冬梅;謝貝貝;劉麗萍;房真
• 申請（專利權(quán)）人: 臨沂大學(xué)
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 青島致嘉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37236
• 代理人: 單虎

本發(fā)明涉及一種利用α?溶血素納米孔檢測銅離子的方法，屬于銅離子檢測技術(shù)領(lǐng)域。上述方法包括：步驟1：α?溶血素納米孔的組裝；步驟2：利用上述α?溶血素納米孔檢測不同濃度銅離子樣品，建立信號頻率與銅離子濃度的工作曲線；步驟3：檢測未知銅離子濃度樣品中銅離子的信號頻率，利用上述工作曲線計(jì)算銅離子濃度。本發(fā)明只涉及兩個單鏈DNA底物探針，在銅離子和抗壞血酸鈉存在的情況下，能夠催化點(diǎn)擊反應(yīng)的發(fā)生，兩條DNA探針通過點(diǎn)擊反應(yīng)成分叉DNA，利用納米孔檢測具有較高的靈敏度和特異性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及銅離子檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種利用α-溶血素納米孔檢測銅離子的方法。

背景技術(shù)

銅元素是生物體內(nèi)所必需的一種微量重金屬元素和必需的營養(yǎng)素，在細(xì)胞中的含量僅次于鋅和鐵，在各種有機(jī)體的基本生理過程中發(fā)揮著重要作用。然而，高銅攝入量會對健康造成不利影響，如胃和胃腸紊亂、肝腎損害、老年人認(rèn)知功能喪失和威爾遜病等。隨著現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，各種工業(yè)廢水和固體廢棄物的滲出液直接排入水體，致使水體中銅含量越來越高。因此建立快速、簡便的銅離子檢測方法，在人體健康、環(huán)境監(jiān)測等方面都具有非常重要的意義。

目前檢測銅離子的方法主要有熒光光譜法、比色法、分光光度測定方法、原子吸收光譜法、循環(huán)伏安法、電感藕合等離子體一質(zhì)譜法等方法。雖然這些方法是有效的，但它們普遍存在一些缺點(diǎn)，如使用有毒化學(xué)品、需要復(fù)雜的有機(jī)合成、靈敏度和選擇性差等。近年來，銅(I)離子(Cu⁺)催化點(diǎn)擊化學(xué)的發(fā)現(xiàn)為Cu²⁺的檢測開辟了一條新的途徑。這種化學(xué)反應(yīng)稱為Cu⁺-催化疊氮-烷基1，3-偶極環(huán)加成(CuAAC)，是指疊氮與炔基發(fā)生反應(yīng)，生成環(huán)加成產(chǎn)物。點(diǎn)擊反應(yīng)具有連接效率高、選擇性高、反應(yīng)條件溫和等特點(diǎn)，在電化學(xué)、比色和熒光等傳感系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，這些方法通常涉及納米材料的制備及修飾、探針的精心設(shè)計(jì)或結(jié)合復(fù)雜的循環(huán)放大以達(dá)到理想的靈敏度。

近年來，納米孔傳感技術(shù)因其快速、低成本、無需標(biāo)記等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)和生物等諸多研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，已發(fā)展成為一種新穎的、獨(dú)具特色的單分子分析手段。由于單個待測物在納米通道中的物理占位作用等，改變了通道的電阻，從而引發(fā)流經(jīng)納米通道的離子電流發(fā)生變化，形成阻斷電流信號。離子流阻斷程度和阻斷時間等信號可反映待測物的序列、結(jié)構(gòu)特征等信息，信號頻率可反映待測物的濃度。將納米孔技術(shù)應(yīng)用于銅離子的檢測，是一種新穎的、獨(dú)具特色的金屬離子分析方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用α-溶血素納米孔檢測銅離子的方法，該方法以納米孔工作站為平臺，能夠簡便、快速、靈敏地檢測銅離子，無需標(biāo)記和循環(huán)放大。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一種利用α-溶血素納米孔檢測銅離子的方法，包括：

步驟1：α-溶血素納米孔的組裝；

步驟2：利用上述α-溶血素納米孔檢測不同濃度銅離子樣品，建立信號頻率與銅離子濃度的工作曲線；

步驟3：檢測未知銅離子濃度樣品中銅離子的信號頻率，利用上述工作曲線計(jì)算銅離子濃度。

進(jìn)一步的，所述步驟1具體為：

用貂毛筆在trans檢測池的小孔內(nèi)外兩側(cè)均勻涂抹磷脂溶液；將cis檢測池和trans檢測池組裝后分別加入1M KCl電解質(zhì)溶液，將一對Ag/AgCl電極浸入電解質(zhì)溶液中，通過電流放大器探頭向磷脂雙分子層膜兩端施加電壓，使用提拉法在trans池的小孔處形成磷脂雙分子層膜；在cis檢測池中加入α-溶血素，當(dāng)α-溶血素在磷脂雙分子層膜上自組裝形成一個穩(wěn)定的納米通道時，離子流將量子化階躍；在+150mV電壓條件下，單個納米孔的穩(wěn)定開孔電流為150±10pA。

進(jìn)一步的，所述步驟2具體為：