[发明专利]一种基于外切酶Ⅲ辅助目标物循环与主客体识别的汞离子电传感分析检测方法

说明书

本发明公开了一种基于外切酶Ⅲ辅助目标物循环与主客体识别的汞离子电传感分析检测方法，包括以下步骤：将玻碳电极抛光打磨清洗；在玻碳电极表面电沉积纳米金制得纳米金修饰的电极；将氨基化的β‑环糊精修饰在纳米金颗粒上制得β‑环糊精修饰的电极，将Hg²⁺加入到DNA A1与DNA A2的混合溶液中形成双链溶液；将二茂铁标记的DNA A3加入上述双链溶液中孵育，形成T型DNA结构；将核酸外切酶III加入T型DNA结构中形成混合溶液；将混合溶液滴加到β‑环糊精修饰的电极表面；将修饰电极浸入到测试底液中检测其电化学性能，根据电化学信号实现Hg²⁺的定量测定；测试电化学生物传感器的线性和选择性。

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，具体来说，涉及一种基于外切酶Ⅲ辅助目标物循环与主客体识别的汞离子电传感分析检测方法。

背景技术

金属对人体或者环境的利弊不单单取决于金属的种类、理化性质，金属存在于自然界中的浓度，及其化学形态更起着决定性作用，即使是有益的金属元素若含量超过标准值也会引起机体中毒，乃至死亡。重金属离子一旦被人体吸收，就会与体内的蛋白质和酶产生巨大的相互作用。微量的重金属离子不会对人体造成伤害，但是，倘若体内重金属离子浓度过高，则会改变酶的三维结构、活性中心的电荷或者取代酶中的其它必需金属离子，使酶失活，也可在人体内的某些器官中大量聚集，如果超过人体所能够承受的范围，就会对人体产生非常大的毒害作用。其中汞离子就是对人类健康危害最大的重金属离子之一，为世人所知的日本水俣病便是由于患者食用了被甲基汞污染的鱼类和贝类而导致患者中枢神经系统疾病，甲基汞是一种有机汞，其物理形态为白色的粉末，很容易被肠胃所吸收，通过血液循环首先进入到人体的肝和胃，然后转移至人体的大脑或胎儿体内，并且一直积聚于此，给人体健康带来非常严重的影响及损害。

目前检测重金属的技术主要有光谱法如原子吸收、发射光谱、分光光度法、色谱法、质谱法和电化学法如有循环伏安法、极谱法、电位法、安培、电导分析法等。通过电化学阳极溶出伏安法，虽具有灵敏度高，无需高压气体、火焰、原子灯，实验简易，成本低廉等优点，但阳极溶出伏安法操作需要专业的人员操作，但是汞作为电极，给环境带来新的重金属污染。分光光度法等，该方法的检测成本低，但是灵敏度不高，不能满足国家标准的检测要求；而原子吸收光谱法、电感耦合等离子体(ICP)法等检测限低、灵敏度高、选择性好，但价格昂贵，需要专业的技术人员，检测过程相对费力、费时等。实时、在线监测环境中重金属离子污染，提高检测方法的灵敏度、稳定性、简易性及高效性是非常重要的。

近年来，电化学传感器因其简便、快速、灵敏、成本低、易于微型化、可实现在线检测等特点吸引了研究者的广泛关注。其中，电化学生物传感器由于很好地结合了电化学转换装置的高灵敏度以及生物识别体系的高选择性，在重金属离子分析领域有较大的应用可行性及广阔前景。构建用于重金属离子检测的电化学生物传感器时，为了保证传感器的特异性，识别元件的选择至关重要。目前，通过指数富集配体的系统进化技术(SELEX)已从人工构建的随机单链寡核甘酸文库里筛选出了能够特异性识别某些重金属离子的适体(aptamer) 和具有催化活性的脱氧核酶(DNAzyme)，用于重金属离子的检测。 2006年，Miyake等人报道了Hg²⁺可与胸腺嘧啶T碱基特异性地结合形成一种比碱基配对还要稳定的结构T-Hg²⁺-T复合物，这个发现奠定了利用适体探针检测Hg²⁺的基础。本专利利用T-Hg²⁺-T的配位化学，以DNA为传感探针，引入EXOIII辅助的目标物循环放大技术，结合二茂铁与β-环糊精的主客体识别作用，构建电化学生物传感器实现对汞离子的高灵敏检测。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于外切酶Ⅲ辅助目标物循环与主客体识别的汞离子电传感分析检测方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于外切酶Ⅲ辅助目标物循环与主客体识别的汞离子电传感分析检测方法。