[发明专利]一种基于核酸适配体的有机磷农药的微悬臂梁阵列检测方法

说明书

本发明提供一种用于检测样品溶液中的有机磷农药的方法，所述方法包括以下步骤：将能够特异性结合有机磷农药的核酸适配体固定在微悬臂梁阵列上；使固定有所述核酸适配体的微悬臂梁阵列与样品溶液接触；检测固定有所述核酸适配体的微悬臂梁阵列在与所述样品溶液接触后产生的弯曲变形。本发明还提供用于检测样品溶液中的有机磷农药的微悬臂梁阵列和系统。所述有机磷农药优选包括丙溴磷和甲拌磷。

技术领域

本发明涉及农药残留检测领域，特别是涉及一种基于表面应力效应微悬臂梁阵列传感器，使用适配体作为探针分子检测有机磷农药丙溴磷和甲拌磷。

背景技术

农药广泛应用于农业生产中，对农产品的各种病虫害的防治有非常重要的作用。在所有的农药中，有机磷农药作为一种高毒性的广谱杀虫剂，具有杀虫效率高、防治范围广和价格便宜等特点，在我国被广泛的应用于各种农作物和水果蔬菜等的生产中。但有机磷农药对人畜也有着很强的毒性，其农药残留对食品安全和环境的危害日益严重。目前有很多种检测农药残留的方法，常用的方法有气相色谱法、高效液相色谱法、酶抑制法和酶联免疫法等方法。气相色谱法和高效液相色谱法检测灵敏度高，但是所用仪器昂贵，样品需要复杂的预处理过程。酶抑制法简单，但灵敏度很低。酶联免疫法特异性强，灵敏度高，但是需要对分子进行标记，而标记过程繁杂并且可能影响分子活性。因此发展无标记、快速、灵敏度高、经济高效的农药残留检测方法是很有必要的，对食品安全领域具有重要意义。

基于表面应力效应的微悬臂梁传感技术是在原子力显微镜(AFM)的基础上发展起来的一种技术。在实验中，探针分子被修饰在微悬臂梁的表面。当目标分子与探针分子在微悬臂梁表面发生生物或者化学反应时，其表面应力会发生变化，从而导致微悬臂梁发生弯曲变形。通过光学或者电学方法检测这种弯曲变形，可以得到反应的信息。相比于传统的传感技术，微悬臂梁传感技术不需要分子标记，灵敏度高，响应快速，可以实时监测实验的全过程。

核酸适配体是一段DNA或者RNA的序列，通常可以通过指数富集的配体系统进化技术(SELEX)从核酸分子文库中筛选得到。相比于常见的抗原-抗体的免疫反应，适配体也能够结合特定的分子，并且具有很高的亲和性和特异性。另外，适配体的化学稳定性远优于蛋白质，受环境因素影响小，易存储，合成方便，在合成过程中可以修饰需要的其他化学基团，价格便宜，同时灵敏度也极高，是检测小分子的理想探针分子。

在有机磷农药检测领域，微悬臂梁传感技术使用农药对应的抗体已有很多的研究，但是尚未有使用适配体作为探针分子在微悬臂梁传感平台进行检测的报道。

发明内容

在本发明中，发明人提出使用修饰有DNA适配体的微悬臂梁阵列对有机磷农药丙溴磷和甲拌磷进行检测，取得了很高的灵敏度和特异性，并且可以在蔬菜样品溶液环境中进行有效检测。

本发明提供了一种基于核酸适配体的微悬臂梁阵列传感器，可以对有机磷农药丙溴磷和甲拌磷进行实时定量检测，有很高的灵敏度和特异性，并且能够对实际样品进行检测，满足国家农药残留检测的标准。

为了解决有机磷农药的检测方法中的现有问题，本发明提出了基于DNA适配体的微悬臂梁阵列，利用微悬臂梁的高灵敏度和DNA适配体与丙溴磷或甲拌磷的特异性结合，进行实时快速检测，并且将此技术应用于蔬菜样品中有机磷农药丙溴磷和甲拌磷的检测。

为了实现该技术目标，主要的技术方案为：

1)微悬臂梁阵列的修饰

当DNA适配体和有机磷农药在微悬臂梁表面发生反应时，产生的应力变化会导致微悬臂梁的弯曲，原理如图1所示。为了达到检测的目的，我们需要将适配体固定在微悬臂梁的表面。