[发明专利]一种基于MSO/GO的水体环境汞离子检测方法和试剂盒

说明书

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，涉及一种基于汞离子特异性寡核苷酸探针(mercury-specific oligonucleotide，MSO)和氧化石墨烯(Graphene oxide，GO)的汞离子检测方法及用于水中汞离子快速检测的试剂盒。 

背景技术

近年来，随着现代工农业的迅速发展，由汞引起的环境污染和中毒事件频繁爆发。工业“三废”的排放、城乡垃圾的制造、农药的不合理使用等，使得这个“隐形杀手”正威胁着我们的生活、侵蚀着我们的躯体。其中，我国水体环境汞污染问题较为突出，据农业部调查，我国污灌区面积约140×10⁴hm²，遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8％，其中以汞等的污染面积最大。全国目前约有3.2×10⁴hm²的耕地受到汞的污染，涉及15个省市的21个地区。2012年4月，全国污染防治工作会议在南京召开，从公布的2011年《重金属规划》考核结果中看，2011年重金属污染治理结果不理想，全国废水中汞排放量增幅最大，上升26.1％。汞作为引起全球性环境污染的重金属之一，其在环境中主要以两种形态存在，表现为无机汞和有机汞。汞离子(Hg²⁺)长时间沉积不仅会造成土壤和环境的不可逆性污染，而且Hg²⁺通过食物链传递富集，进而进入人体，蓄积在骨骼与各器官中对大脑、神经系统等造成严重的破坏，严重危害着人类健康。因此，Hg²⁺的定性分析和定量检测对环境监测、食品工业和临床医学等领域都具有重要的意义。 

目前，国内外已经有许多灵敏性和特异性的Hg²⁺检测方法逐渐运用到实践 中。传统的检测方法有原子吸收分光光度法、原子荧光分光光度法、高效液相色谱法和质谱法等，这些检测法都需要大型仪器，成本昂贵，操作复杂耗时，且需要有熟练的人员操作；而近年来发展的光化学分析技术、电化学传感器技术等，由于在灵敏度、特异性或操作简便性等上的缺陷，往往只能对被检物定性或半定量检测，仍然无法满足当前对Hg²⁺检测的要求。而新近发展的纳米生物传感器法具有体积小、简便、快速、灵敏度高、重现性好等优点，很大程度上弥补了这些缺陷，特别是其中利用Hg²⁺可与MSO之间形成特异错配结合(T-Hg²⁺-T)这一特性构建的系列Hg²⁺生物传感器近年来逐渐成为研究的热点，在环境Hg²⁺监测中有十分广阔的应用前景。 

GO是由石墨经化学氧化，超声制备所得。它是一种二维的碳材料，具有电学性能优、导热性能好、力学强度高、比表面积大和水溶性强等优点，特别是它具有很好地区分单双链DNA和极高的荧光猝灭能力，因此也为生物分子的检测提供了新的思路。GO与生物分子之间的相互作用得到了广泛的研究。黄维等人设计了一种利用MSO和GO检测汞离子的荧光检测方法(Xingfen Liu，Likun Miao，Xu Jiang，Yanwen Ma，Quli Fan and Wei Huang.Highly Sensitive Fluorometric Hg²⁺Biosensor with a Mercury(II)-Specific Oligonucleotide(MSO)Probe and Water-Soluble Graphene Oxide(WSGO).Chinese Journal of Chemistry2011，29：1031-1035；利用寡核苷酸和氧化石墨烯检测汞离子的荧光检测方法，专利申请号：201010223065.4.)，但所用MSO是具有28个碱基的茎环结构，含有不与Hg²⁺结合的环结构和部分茎结构。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有的汞离子检测方法存在的不足，提供 一种基于MSO/GO的痕量汞离子检测方法及用于水体环境汞离子超灵敏检测的试剂盒。 

为了能够降低DNA的合成成本，并提高汞离子检测的灵敏度，本研究者发现短序列寡核苷酸比长序列寡核苷酸与GO吸附速率更快而且更紧密，本发明对MSO进行优化设计并提供一种基于MSO/GO的汞离子检测方法和试剂盒，以满足实际环境监测中高效率低成本的要求。