[发明专利]一种检测汞离子的比色生物传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及生物传感器技术领域，特别涉及一种检测汞离子的比色生物传感器及其制备方法。由以下制备方法制备而成：合成金纳米粒子；将Probe4修饰到金纳米粒子表面；将标记的纳米金溶液与均相反应溶液混合。本发明利用了核酸适配体的特异型识别，利用“T‑Hg²⁺‑T”的复合结构实现了对目标物汞离子的高特异性检测；利用链置换，实现了Probe2和Probe3的循环利用，起到了信号放大的作用。解决了现有技术中检测汞离子的方法特异性和灵敏度都比较低、成本高的问题。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，特别涉及基于核酸适配体检测汞离子的生物传感器，还涉及其制备方法。

背景技术

由于一些重金属离子的存在对水环境以及人类的健康有着不利的影响，对水生生态系统中的重金属离子的监测开始受到人们的广泛重视。汞离子是有毒重金属污染物，广泛存在于水，土壤甚至食物中。汞离子可以损伤大脑，心脏，胃，肠和肾脏。微量的汞可以通过食物链累积在人体内，造成慢性汞中毒。

目前报道的汞离子的检测方法包括原子发射光谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质量光谱法，电化学方法等，这些方法往往存在仪器昂贵、分析周期长、样品预处理复杂、检测费用昂贵等问题，对于汞离子检测的方便、快捷、灵敏度等方面的要求已难以适应。因此，目前急需建立一种快速，准确，灵敏且高特异性的检测方法来检测汞离子的残留。

发明内容

为了解决以上现有技术中检测汞离子的方法特异性和灵敏度都比较低、成本高、检测周期长的问题，本发明提供了一种特异性和灵敏度高、成本低、检测速度快的基于链置换以及纳米金检测汞离子的比色生物传感器。同时，还涉及其制备方法。

本发明是通过以下步骤得到的：

本发明中一共用到了4条DNA链，其序列分别是：

Probe1： 5’-GGTCACGCTTTCTTCTTTCTTTC-3’（SEQ ID NO:1）；

Probe2： 5’-GAAAGCGTGACACAG-3’ (SEQ ID NO:2）；

Probe3： 5’-GTTTGTTTGTTGTTAGCGTGACGGTC-3’ (SEQ ID NO:3）；

Probe4： 5’-SH-TTTCACGCTTTC-3’ (SEQ ID NO:4）。

其中Probe1的斜体部分是Probe2斜体部分的互补序列，在汞离子存在的情况下，Probe3的横线部分会与Probe1的横线部分形成“T-Hg²⁺-T”结构，接着引发Probe3的斜体部分与Probe1斜体部分进行碱基互补配对，释放Probe2，完成链置换过程。同时核酸外切酶Ⅲ水解双链，释放Probe3继续重复上述过程，实现信号放大。Probe4的5’端修饰-SH，通过Au-S共价键将Probe4修饰到纳米金表面，由于Probe4的斜体部分与Probe2的斜体部分进行碱基互补配对，在酶的作用下水解Probe4，释放Probe2，将金纳米粒子间的距离拉近，使得金纳米粒子聚沉。释放的Probe2又可继续同Probe4杂交实现第二步循环信号放大。通过测量纳米金溶液的吸光度来定量检测汞离子。

本发明中汞离子的检测是在均相溶液中实现的，通过链置换的方式来实现信号的放大，从而实现汞离子的高灵敏检测，并获得较低的检测下限。