[發明專利]基于雜交鏈式-酶顯色反應檢測Hg2+

有效

• 申請號: 202110735481.0
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113466445B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 黨福全;侯雅雯;李健如;范苗;張棋棋;張玉秀
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G01N33/53
• 分類號: G01N33/53;C12Q1/6825;C12Q1/682
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發明公開了一種基于雜交鏈式?酶顯色反應檢測Hgsupgt;2+/supgt;和Agsupgt;+/supgt;的生物傳感器及其制備方法和應用，所述生物傳感器包括固定Helper?DNA的磁珠、固定發夾探針HP1的修飾有辣根過氧化物酶的金納米粒子、發夾探針HP2、TMB底物溶液。本發明生物傳感器利用核酸適配體的特異性識別，在Hgsupgt;2+/supgt;或Agsupgt;+/supgt;存在下，通過T?Hgsupgt;2+/supgt;?T或C?Agsupgt;+/supgt;?C的配位，Helper?DNA打開發夾探針HP1從而開啟HP1和HP2之間的HCRs，實現信號放大，大量修飾有辣根過氧化物酶的金納米粒子連接到擴增的DNA鏈上，辣根過氧化物酶引發TMB底物發生酶促顯色反應，溶液顏色發生明顯變化，由無色轉呈藍色，通過測量652nm處的吸光度即可準確定量Hgsupgt;2+/supgt;或Agsupgt;+/supgt;，操作簡便、條件溫和、檢測范圍寬、檢出限低。

技術領域

本發明屬于汞離子、銀離子檢測與生物傳感的技術領域，具體涉及一種基于雜交鏈式-酶顯色反應檢測Hg²⁺和Ag⁺的生物傳感器，以及該生物傳感器的制備方法和應用。

背景技術

汞是一種重金屬，俗稱水銀，常以液態存在。汞是一種高毒性和非必需的元素，水溶性二價汞離子是汞污染最普遍的形式之一。銀是一種稀有但天然存在的元素，高濃度范圍的銀離子表現出高毒性。汞離子和銀離子與巰基及氨基存在很高的親和力，會與人體內的氨基酸、核酸等化合物形成一些有害的絡合物，因此對水生生物和人體有很高的毒性，對人體健康有很嚴重的不良影響，長期在汞或銀濃度較高的環境下生活會使人體細胞代謝功能紊亂甚至導致腦損傷和死亡，同時對維持可持續環境的計劃構成了極大地挑戰，因此對汞離子和銀離子的檢測具有重要意義。

目前，汞離子檢測傳統的方法有分光光度法、原子發射光譜法、原子吸收光譜法、原子熒光光度法等，這些方法對Hg²⁺或Ag⁺的檢測靈敏度都較高，但同時也存在如儀器昂貴、分析周期長、樣品與處理復雜、檢測費用昂貴等問題，不能達到快速、高通量的檢測要求，限制了在常規測量中的應用。因此，迫切需要建立一種現場檢測的傳感器。

發明內容

為了解決現有檢測方法復雜、昂貴等不足，本發明旨在利用雜交鏈式反應(HCR)擴增放大信號提高檢測的選擇性和靈敏度，并結合酶顯色反應建立一種即時的生物傳感器，實現對汞離子和銀離子的檢測。

解決上述問題所采用的生物傳感器包括：固定Helper?DNA的磁珠、固定發夾探針HP1的修飾有辣根過氧化物酶的金納米粒子、發夾探針HP2、TMB底物溶液；其中，所述磁珠為表面原位生長金納米粒子的溶菌酶修飾的Fe₃O₄@C納米材料，記為Fe₃O₄@C@lyz@Au，lyz代表溶菌酶；所述固定發夾探針HP1的修飾有辣根過氧化物酶的金納米粒子記為AuNPs-HRP-HP1DNA；當檢測物為Hg²⁺時，所述Helper?DNA的序列為：TGTCTTGGTTTCGGCGTGGGTTTT；當檢測物為Ag⁺時，所述Helper?DNA的序列為：ACTCTAGCATTCCGCCTGCCTTAA；所述發夾探針HP1的序列為：GGGGGTTAACCCACGCCGAATCCTAGACT?CAAAGTAGTCTAGGATTCGGCGTG；所述發夾探針HP2的序列為：AGTCTAGGATTCGGCGTGGGTTAACACGCCGAATCCTAGACTACTTTG。

上述固定Helper?DNA的磁珠和固定發夾探針HP1的修飾有辣根過氧化物酶的金納米粒子優選均勻分散于重懸液中，所述重懸液為含3～6wt.％牛血清白蛋白、0.2～0.3wt.％吐溫-20、8～12wt.％蔗糖的20mmol/LNa₃PO₄水溶液。

上述磁珠的粒徑為150～250nm，金納米粒子的粒徑為15～20nm。