[发明专利]一种基于杂交链式反应信号放大技术检测金属离子的方法

说明书

本发明涉及一种基于杂交链式反应信号放大技术检测重金属银离子的方法，属于分析化学或环境监测技术领域。利用自组装技术，将富含C碱基的核酸链S1通过Au‑S键固定到金包裹的磁性纳米粒子表面。银离子（Ag⁺）存在时，二茂铁标记的富含C碱基的核酸链S2通过C‑Ag⁺‑C结构与S1形成双链DNA。当加入二茂铁标记的发夹结构DNA H1和H2后，在S2的诱导作用下H1和H2发夹结构打开并在磁性纳米粒子表面发生交杂链式反应，形成的复合物在金磁电极表面通过磁性富集实现电化学响应信号的放大。根据电化学信号的增强实现溶液中的Ag⁺浓度的测定，该法具有高灵敏度、高选择性、简单、快速等特点。

技术领域

本发明属于分析化学或环境监测技术领域，具体涉及一种基于磁性纳米粒子和杂交链式反应信号放大技术检测重金属银离子的电化学方法。

背景技术

银作为一种贵金属有着极好的光学、电学和杀菌特性，因而广泛地应用于能源、摄像、医药等各个行业。因此，必然会有一些含银的残留物被排放到水体环境中，对水生生物和人类健康产生潜在的威胁。银离子（Ag⁺）能通过食物链或者饮用水进入人体，导致机体内的含硫酶失活，还可以与胺、咪唑等各种代谢产物结合而导致各种疾病，如肠胃炎、神经紊乱、精神疲劳、风湿、软骨打结、成纤维细胞等对人体健康造成危害。因此，发展快速测定微量Ag⁺的方法十分重要。研究表明，金属离子能选择性的结合到天然或人工合成的DNA碱基上，形成以金属介导的碱基对，通过寡核苷酸结构的变化来检测金属离子。类似地，Ag⁺能特异性识别胞嘧啶（C）-胞嘧啶（C）错配，形成稳定的C-Ag⁺-C 结构，这促使了Ag⁺传感检测方法的快速发展。

磁性纳米粒子是近年来发展起来的一种新型纳米材料，由于磁性纳米粒子具有特殊的磁导向性、超顺磁性、易清洗、易分离，以及表面可连接生化活性功能基团等特性，使其在核酸分析、临床诊断、靶向药物、细胞分离和酶固定化等领域的应用得到了广泛的发展。磁性纳米粒子的这些特性可以显著地提高生物传感器检测的灵敏度，缩短生化反应时间，提高检测通量，为生物传感器领域的应用开辟了广阔的前景。杂交链式反应（hybridization chain reaction）是一种仅依靠一对交叉互补的寡核苷酸发夹探针便可对目标核酸进行放大检测的方法，且不依赖蛋白酶。

本发明利用磁性纳米粒子和杂交链式反应作为信号放大技术，基于Ag⁺能特异性识别胞嘧啶（C）-胞嘧啶（C）错配并形成稳定的C-Ag⁺-C 结构，再用电化学手段作为检测方法，实现对痕量重金属Ag⁺高灵敏度、高选择性的检测。为了增加分析速率和稳定性，磁纳米粒子表面发生杂交链式反应形成的长链DNA复合物采用磁性金电极吸附固定，该方法具有简单、快速、灵敏度高等优点。

发明内容

本发明的目的之一是设计不同序列的DNA，构建一种快速、灵敏的电化学传感器。

本发明的目的之二是提供一种基于磁性纳米粒子和杂交链式反应放大技术联用构建电化学传感器的制备方法。

本发明的目的之三是将构建的电化学传感器用于重金属离子的高灵敏、快速检测。

本发明的技术方案如下：

1. 一种基于磁性纳米粒子和杂交链式反应放大技术联用构建重金属离子电化学传感器