[发明专利]基于T‑T错配原理的汞离子的荧光检测方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及基于T-T错配原理的汞离子的荧光检测方法及其应用。

背景技术

汞污染严重威胁人类健康和生态环境安全，已成为一个世界范围的环境问题。近年来我国已发生了多起重金属汞的污染事件，为控制汞离子(Hg²⁺)经摄入进入人体内，《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)严格限定饮用水中汞离子(Hg²⁺)的浓度不能高于0.001mg/L。国标GB/T 4470-1998原子荧光光谱分析法(AFS)、GB/T 20380.1-2006原子吸收分光光度计法(AAS)和GB/T 23362.4-2009电感耦合等离子体质谱分析法(ICP-MS)等是汞离子(Hg²⁺)检测的标准方法。但是上述检测方法，样品前处理复杂，仪器设备昂贵，检测费力、费时、成本高，样品必须经专业人员进行操作，难以实现快速现场检测或对突发水污染事件做出快速响应。

现代分子生物学研究发现，汞离子(Hg²⁺)能够造成胸腺嘧啶(T)之间发生错配，而利用这种错配关系，造成富含胸腺嘧啶(T)的DNA链发生折叠、杂交等空间结构变化，就可能为汞离子(Hg²⁺)的快速、特异识别提供一条便捷的途径。因此将上述特异识别的寡核苷酸固定在芯片表面，利用荧光方法检测汞离子(Hg²⁺)，将会具有特异性强、性能稳定、易于再生、检测成本低、并能与仪器结合的优势，展现出巨大的应用潜力。

中国发明专利申请CN102912011A(发明人是赵建龙等)公开了如下基于T-T错配原理的汞离子的荧光检测方法:首先将合成的含有富T寡核苷酸链片段以及随机序列片段的单链DNA(探针A)固定在经修饰的玻片上；然后将荧光基团标记的随机序列互补链(探针B)以及淬灭基团标记的聚腺苷酸链(探针C)分别与单链DNA中的随机序列片段以及富T寡核苷酸链片段杂交，形成双链结构，制备好低荧光值的Hg²⁺检测芯片；使用所制作的检测芯片检测样品中Hg²⁺浓度时，则只需将待测样品添加到芯片上并保持一段时间，冲洗后利用荧光芯片信号分析系统扫描芯片，通过分析荧光信号的变化，实现对Hg²⁺的检测。若待测样品中含Hg²⁺时，则Hg²⁺能特异性地与单链DNA中富T寡核苷酸链片段上的T碱基共价结合，介导两条富T寡核苷酸链片段上的T–T配对形成稳定的分子间T–Hg²⁺–T结构，从而诱导带有淬灭基团的聚腺苷酸链的释放，导致芯片斑点处荧光增强。荧光强度可通过荧光扫描仪定量分析。整个反应约1h，检测限为10nM，但是研究还存着易产生假信号或者检测时间长的问题，并不能满足实际检测的需要。因此，研制针对汞离子(Hg²⁺)检测的快速、准确、灵敏的检测方法已成为防治汞离子(Hg²⁺)污染的迫切需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何快速、准确、灵敏的检测饮用水中汞离子(Hg²⁺)的含量。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种汞离子的检测方法1。

本发明所提供的一种汞离子的检测方法1，利用Hg²⁺诱导形成T–Hg²⁺–T结构的原理，使含有Hg²⁺的待测样品中的Hg²⁺与名称为TB的标记了荧光淬灭基团的单链DNA形成T–Hg²⁺–T结构,并使是所述T–Hg²⁺–T结构的物质的量2倍的名称为AF的标记了荧光基团的单链DNA以游离状态存在，根据游离状态的AF的荧光强度确定所述待测样品中汞离子的浓度；

所述AF为含有聚脱氧腺苷酸的单链DNA，所述TB为含有聚脱氧胸苷酸的单链DNA。

上述检测方法1中，检测所述游离状态的AF的荧光强度的方法包括将所述游离状态的AF与表面固定了名称为TS的单链DNA探针的芯片进行杂交反应，检测反应后芯片的荧光强度，根据所述荧光强度确定所述待测样品中汞离子的浓度；所述TS为含有聚脱氧胸苷酸的单链DNA。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种汞离子的检测方法2。

本发明所提供的一种汞离子的检测方法2，包括：