[发明专利]一种基于锌的功能核酸的耐高盐比色传感器及其应用

说明书

本发明公开了一种基于锌的功能核酸的耐高盐比色传感器及其应用。该耐高盐比色传感器包括分子识别元件、信号放大元件和信号转换元件，所述分子识别元件包括锌离子脱氧核酶，锌离子脱氧核酶由底物链和酶链组成；所述信号放大元件包括等温扩增体系，等温扩增体系包括扩增模板；所述信号转换元件包括硫代黄色素。分子识别元件识别锌离子，并将产生扩增产物，扩增产物在硫代黄色素作用下，形成G‑四链体结构，通过检测荧光强度，计算得出锌离子浓度。本发明传感器基于锌离子脱氧核酶、等温指数放大反应和G‑四链体液相传感技术，可用于环境中锌离子的现场检测，操作简便快捷、成本低廉、灵敏度高、选择性好。

技术领域

本发明属于离子检测技术领域，具体涉及一种基于锌的功能核酸的耐高盐比色传感器及其应用。

背景技术

重金属锌(Zinc，Zn)是自然界中分布较广的金属元素，主要以硫化锌和氧化锌状态存在，也可与很多元素如铅、铜、锌的矿物共生。锌污染是指锌及化合物所引起的环境污染。主要污染源有锌矿开采、冶炼加工、机械制造以及镀锌、仪器仪表、有机会合成和造纸等工业的排放。汽车轮胎磨损以及煤燃烧产生的粉尘、烟尘中均含有锌及化合物，工业废水中锌常以锌的羟基络合物存在。

锌是人体含量最多的微量元素，其含量高达3g之多，主要以锌离子的形式参与体内的代谢，参与人体内200多种酶的合成与活化，是机体新陈代谢中必不可少的物质。人体缺锌时会引起一系列的生理现象紊乱，包括组织器官的生理功能异常。如生长发育不良、食欲不振、智力发育差等，同时味觉和视觉也会受影响。但人体摄入锌的量过多时，会造成人体锌中毒，出现呕吐、腹泻，损害肝、肾、血管和心脏功能，甚至造成死亡。相关研究证实机体对锌的摄入量应该适当，机体内的锌在一定浓度时会强化免疫系统，但是当超过一定浓度时则会对机体淋巴细胞有损伤，对机体胸腺和脾脏等免疫器官代谢产生抑制。当锌铜比值过大时易发生高血压和冠心病。锌钼比值过大则预示着癌症晚期。

传统的锌检测方法一般可分为冷原子吸收光谱法、石墨碳原子吸收光谱法和火焰原子吸收光谱法等，但是普遍存在灵敏度低、选择性差、易受干扰、价格昂贵的特征。因此迫切需要发展无污染的、简便快速、高灵敏度和高特异性的方法来满足锌检测的需要，以保障食品的安全。

发明内容

本发明为了解决现有技术中锌的检测普遍存在灵敏度低、选择性差、易受干扰和价格昂贵等，提出一种基于锌的功能核酸的耐高盐比色传感器及其应用。具体技术方案如下：

一种基于锌的功能核酸的耐高盐比色传感器，包括分子识别元件、信号放大元件和信号转换元件，其特征在于，

所述分子识别元件包括锌离子脱氧核酶；所述锌离子脱氧核酶由底物链和酶链组成；

所述信号放大元件包括等温扩增体系，所述等温扩增体系包括扩增模板；

所述脱氧核酶底物链的序列(5’-3’)为：GCTAGAGATTTTCCACACTGATGCAGACGTTGAAGGATTATCTACTAAAAGGGTCTGAGGG；

所述脱氧核酶酶链的序列(5’-3’)为：AGATAATCTAGTTGAGCTGTCTGCAT；

所述扩增模板的序列(5’-3’)为：CCCAACCCGCCCTACCCCCCAACCCGCCCTACCCAACTGACTCCCCTCAGACCCTTTTAGTAGATAATCCT；

所述信号转换元件包括硫代黄色素。

所述等温扩增体系包括A体系和B体系；

所述A体系包括：扩增模板、dNTPs和锌离子脱氧核酶切割产物；

所述B体系包括：Bst DNA聚合酶及其缓冲溶液、Nt.BstNBI切刻内切酶及其缓冲溶液。