[发明专利]丹磺酰氨基乙酸作为增强型汞离子荧光探针的应用

说明书

技术领域

本发明属于荧光检测技术领域，涉及丹磺酰氨基乙酸作为增强型汞离子荧光探针的应用。

背景技术

汞离子是剧毒的重金属离子，能够对与新陈代谢相关的蛋白质、酶等产生破坏作用，从而对生物细胞产生毒害；另外，汞离子还具有易迁移性、持久性、生物富集性，以及较强的致癌性和致畸性。因此，研究高效、廉价、操作简便的汞离子检测手段具有重要意义。

在众多检测方法中，荧光探针由于其具有选择性好、灵敏度高、抗干扰能力强、成本低等特点而成为汞离子检测的重要手段。根据荧光信号的减弱或增强，汞离子荧光探针可分为猝灭（turn-off）型和增强（turn-on）型；而根据探针母体的结构，汞离子荧光探针又可分为氟硼二吡咯类、罗丹明类、萘酰亚胺类、芘类、蒽类和丹磺酰氯类等。丹磺酰氯类荧光探针由于拥有较强的紫外吸收和荧光发射，灵敏度高，光稳定性好，并且可以在脱氯后连接不同的识别基团，达到检测不同离子的效果，因此成为荧光探针中的一个重要类别。但是，常见的用于检测汞离子的丹磺酰氯类荧光探针大多为猝灭型，即与汞离子发生作用后自身荧光减弱或者猝灭，大大影响了实际检测效果。

因此，研究并开发一种结构简单、易于合成、选择性好、灵敏度高的增强型汞离子荧光探针及其相应的检测方法将具有重大的科研和经济价值。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于提供丹磺酰氨基乙酸作为增强型汞离子荧光探针的应用及具体的检测方法。

丹磺酰氨基乙酸（DNSG），其化学名称为(5-二甲氨基萘-1-磺酰氨基)乙酸，英文名称为(5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonamido)acetic acid，结构如式（I）所示，其制备过程可以参考WO 2014/037394 A1中记载的合成方法。

在利用上述化合物检测汞离子时，其荧光信号容易被汞离子猝灭，造成检测灵敏度过低的问题。鉴于此，本发明通过添加丝素蛋白（SF）的方法，使得丹磺酰氨基乙酸转化成为具有高选择性和高灵敏度的增强型汞离子荧光探针。在向含有丝素蛋白的荧光探针溶液中加入汞离子之后，探针结构中的叔氨基和丝素蛋白中的羧基可以结合一个汞离子，探针结构中的羧基和丝素蛋白中的伯氨基也可以结合一个汞离子，溶剂中的水分子也可能参与络合，从而引起荧光光谱发生变化，达到提高检测灵敏度的目的（如图1所示）。

具体而言，本发明提供了一种利用丹磺酰氨基乙酸检测汞离子浓度的方法，其包括如下步骤：

1）配制标准溶液：分别向一系列具有不同汞离子浓度的HEPES缓冲液中加入丹磺酰氨基乙酸和丝素蛋白，得到一系列标准溶液，其中各个标准溶液具有相同浓度的丹磺酰氨基乙酸和相同浓度的丝素蛋白，并且丹磺酰氨基乙酸的浓度为10~30 μM，丝素蛋白的浓度为0.031~0.317 g/L

2）拟合线性方程：在相同的激发波长下，测定步骤1）中配制的各个标准溶液的荧光光谱，确定各自的最大荧光强度，拟合最大荧光强度与汞离子浓度之间成直线关系部分的线性方程；

3）配制待测溶液：向汞离子浓度未知的待测样品中加入丹磺酰氨基乙酸和丝素蛋白，并用HEPES缓冲液定容，得到待测溶液，其中丹磺酰氨基乙酸和丝素蛋白的浓度分别与步骤1）中各自的浓度相同；

4）计算汞离子浓度：在与步骤2）对应的激发波长下，测定步骤3）中配制的待测溶液的荧光光谱并确定最大荧光强度，根据步骤2）中得到的线性方程计算待测样品中的汞离子浓度。

优选的，在上述方法中，步骤1）中所述汞离子浓度介于15~160 μM之间。

优选的，在上述方法中，步骤1）中所述丹磺酰氨基乙酸的浓度为10 μM。

优选的，在上述方法中，步骤1）中所述丝素蛋白的浓度为0.076 g/L。

优选的，在上述方法中，步骤1）和3）中所述HEPES缓冲液中HEPES的浓度为20 mM，所述HEPES缓冲液的pH值为6.7。

优选的，在上述方法中，步骤2）和4）中所述激发波长为330 nm。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

（1）本发明中所使用的DNSG荧光探针结构简单，合成容易；

（2）本发明中所使用的丝素蛋白无毒、价廉、易得；

（3）本发明的检测方法使用水基缓冲液（HEPES缓冲液）作为检测体系，不含任何有机溶剂，环境友好，检测体系的pH值为6.7，接近于中性，有利于在生态环境中应用；