[发明专利]用于铅离子检测的DNA四面体探针及检测铅离子的方法

说明书

本发明提供了一种用于铅离子检测的DNA四面体探针及检测铅离子的方法。其由单链探针Tetra‑A、单链探针Tetra‑B、单链探针Tetra‑C和单链探针Tetra‑D组成；所述单链探针Tetra‑A的3’端含有结构域A，其与铅离子依赖的脱氧核酶探针互补。所述的方法既具有DNA四面体探针电化学检测法操作简单，不需要昂贵的仪器的优势，又体现了铅离子依赖的脱氧核酶探针对铅离子特异性高的特点。对铅离子的检测范围为10pM～1000nM，实施简便，结果可靠，能对自来水或池塘水等各种来源的水直接进行检测。

技术领域

本发明属于电化学检测领域，具体地涉及一种用于铅离子检测的DNA四面体探针及检测铅离子的方法。

背景技术

DNA三维纳米结构探针DNA tetrahedral-structured probe(TSP)，其具有与金电极相连的三个巯基基底顶点和一个悬垂的捕获探针顶点。研究发现，应用TSP结构的电化学传感器在检测可卡因[Anal.Chem.，2011，83(19):7418-7423.]和microRNA[Anal.Chem.，2014，86(5):2285-2288.]时能较好的解决表面拥挤效应等问题。

由于铅在燃料、建筑材料、涂料、油漆及工业加工中的广泛应用，所以铅在环境包括土壤、水、甚至食物链中普遍存在。铅的污染向来是一个很严重的环境问题。以铅离子为代表的无机污染物一旦进入环境后，不会像有机污染物那样在环境中被快速分解，它们可能长期残留于环境中，产生经久不衰的污染。而进入人体的铅离子对人体的健康也存在着巨大危害，当人体内铅含量超过一定水平时，将严重影响人们的身体健康，特别是儿童的健康。

目前传统的铅离子检测技术：原子吸收光谱、高效液相色谱、毛细管电泳、双硫腙比色法、X射线荧光技术、中子活化分析或电感耦合等离子体质谱分析法等，尽管能够得到检测结果，但这些技术往往要依赖大型仪器设备、耗费耗时、需进行样品预处理，检测成本高，并且其中有些方法还需要用到有毒试剂，难以被分析人员接受。

脱氧核酶(DNAzyme)是一种体外筛选的具有类似酶活性的DNA分子。由于脱氧核酶在发挥催化活性的时候往往都依赖于辅助因子的参与，许多脱氧核酶都以金属离子作为辅助因子，并且对金属离子具有很强的选择性，因此脱氧核酶常被用于金属离子的检测。Lu等人已经开发了一系列基于Pb²⁺依赖DNAzyme的荧光和比色传感器[Journal of theAmerican Chemical Society,2003,125(22):6642-6643,Chemical reviews,2009,109(5):1948-1998]。Wen等研究人员也开发了基于DNAzyme和氧化石墨烯的铅离子荧光检测传感器[Chemical Communications，2011,47(22):6278-6280]。这些检测方法和传统的Pb²⁺检测方法相比，具有灵敏度高，价格低廉的优势，但是这类方法往往需要进行DNA标记，操作相对繁琐，检测也要有大型仪器的支撑。

因此，亟需更灵敏、简便、低成本、准确快速地检测铅离子的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中缺乏灵敏、简便、准确、快速地检测铅离子的方法的缺陷，提供了一种用于铅离子检测的DNA四面体探针及检测铅离子的方法。该检测方法的检测灵敏度可以至10pM，灵敏度高、操作简便、对铅离子有良好的特异性。