[发明专利]一种测定Hg2+浓度的荧光分析方法

说明书

本发明涉及一种测定Hg²⁺浓度的荧光分析方法，属分析检测技术领域，包括以下步骤：首先选两条长度不等且同时富含T和G两种碱基的非标记单链DNA分子，分别配制成溶液，水浴处理后备用；将所得两种溶液、硫代黄素溶液和Tris‑HNO₃缓冲液进行混合，得混合液；在混合液中加入Hg²⁺，室温震荡30min，在450 nm下测定荧光强度值，根据测定的荧光强度值计算Hg²⁺的浓度。该方法是基于Hg²⁺诱导的免标记DNA分子的双链/G‑四链体自组装及ThT嵌入双链DNA和G‑四链体后荧光剧烈增强，不仅避免了复杂的DNA荧光标记过程，实现荧光信号双重放大，操作简单，成本低廉，特异性好且灵敏度高。

技术领域

本发明属于化学/生物传感及分析检测技术领域，具体地涉及一种测定Hg²⁺浓度的荧光分析方法。

背景技术

Hg²⁺是一种毒性很大、不能生物降解的重金属离子。随着工业的不断发展，环境中的汞也不断增加，汞被动植物吸收后，通过食物链的传递和生物的富集作用，汞离子对环境的影响，会逐步转化为为对人类健康的影响。当人体体内的汞离子含量积累到一定程度时，会导致脑、肝脏和肾脏功能下降，严重时甚至死亡。

传统检测Hg²⁺的分析方法主要有电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收/荧光光谱、冷原子荧光光谱，高效液相色谱（HPLC）、离子色谱法等。虽然这些方法灵敏度高，选择性好，但是其仪器设备昂贵，样品前处理复杂、检测费力、费时、成本高。

荧光传感器是一种方便的分子识别光化学传感器，具有选择性好、灵敏度高、容易操作等特点，成为检测Hg²⁺的一种非常重要的方法。目前，常用于Hg²⁺检测的荧光材料主要有荧光量子点和有机小分子探针，但是现有的探针普遍存在着水溶性差、生物相容性差的缺点，这在很大程度上阻碍了它们的实际应用。作为生物相容材料，DNA 的结构和性能对金属离子的影响非常灵敏，因此已经广泛应用于Hg²⁺的检测。例如，DNA分子在特殊情况下会形成双链配位结构，作为探针的DNA分子通常通过染料分子标记制得，但标记过程操作复杂，且成本较高。又如，G-四链体是一种富含G碱基的特殊结构的DNA，他具有与相关物质结合而发出荧光的特性，由于其结构的特殊性，它可以选择性地与一些目标分子相互结合而产生荧光信号的变化，因此已经被应用于多种生物传感器的设计中，但是，这些设计中大多存在结构不稳定，荧光信号不灵敏、成本高等问题。

发明内容

针对目前Hg²⁺测定操作复杂，费时、费力，成本较高的现状，本发明的目的在于提供一种测定Hg²⁺浓度的荧光分析方法，该方法是基于：没有Hg²⁺存在时，免标记单链DNA分子A和免标记单链DNA分子B在溶液中处于自然的无规则卷曲状态，此时单链DNA分子A和单链DNA分子B两端的富G序列距离较远，无法折叠成G-四链体结构。而Hg²⁺存在时，单链DNA分子A和单链DNA分子B两端的富胸腺嘧啶（T）部分，可以特异性地结合Hg²⁺形成稳定的T-Hg²⁺-T结构（类双链DNA结构），这拉近了单链DNA分子A和单链DNA分子B两端的富G序列，使其可以折叠形成G-四链体结构，选择的荧光染料硫代黄素（ThT）不仅能与双链结合，而且还能嵌入G-四链体性中，实现荧光信号双重放大，荧光强度大大增加。本方法不仅避免了复杂的DNA荧光标记过程，操作简单，成本低廉，而且保持了对Hg²⁺检测的高特异性和高灵敏度。

一种测定Hg²⁺浓度的荧光分析方法，包括以下步骤：