[发明专利]一种金属离子检测用探针、试剂盒、制备方法、应用

说明书

本发明涉及生物传感器金属离子检测技术领域，具体涉及一种金属离子检测用探针、试剂盒、制备方法、应用。本发明采用金属离子脱氧核酸序列与底物链序列修饰探针，并在底物链的端部修饰对化学发光系统具有催化发光作用的基团分子，通过化学发光原理实现对金属离子的检测，并进一步的在底物链的端部修饰被金属离子抑制活性的能够催化化学发光系统发光的基团分子，实现催化化学发光活性抑制双重信号放大，提高检测灵敏度；同时该方法可以通过改变反应缓冲液离子强度实现对方法线性区间范围的调节。具体的本发明方法结合Cu‑DNAzyme对Cu‑Sub的切割和Cu²⁺对HRP催化化学发光活性的抑制产生双重信号放大。

技术领域

本发明涉及生物传感器金属离子检测技术领域，具体涉及一种金属离子检测用探针、试剂盒、制备方法、应用。

背景技术

金属最大的特征是失去电子成为带正电荷的离子，因此存在于生物体液中的是各种形式的金属离子，它们能与生物分子产生各种键合作用，从而在生物体内承担各种各样的功能，如电子转移、载氧、酶的活性中心等。体内金属离子过多或过少都将导致人体正常生理功能的紊乱，从而引起各种各样的疾病。比如铁、铜、锰、锌等过渡金属离子是重要的神经化学因子，它们代谢异常与神经系统的疾病紧密相关，如早期老年痴呆症、家族肌萎性脊髓侧索硬化症和疯牛病或克雅氏症。

比如，铜(Cu)是生命体必需的微量元素之一，其可作为辅酶因子参与生命活动，也可以参与红细胞的形成。随着Cu在制造业、化工及药物合成等领域的广泛应用，人们通过环境暴露、职业暴露以及医源性暴露等接触Cu的机会越来越多，生物体摄入过量的Cu后产生的大量自由基，可造成机体氧化损伤。Cu进入血液后先与白蛋白松散结合，其中90％～98％的Cu被运送至肝脏内与α2球蛋白牢固结合形成铜蓝蛋白，再释放到血液中。根据结合Cu原子数的不同，铜蓝蛋白可分为饱和铜蓝蛋白和不饱和铜蓝蛋白。当机体中铜蓝蛋白合成障碍时，会导致血液中游离Cu含量增加，进而引起大量的自由基产生。当这些游离Cu沉积在肝、肾、脑等器官时便造成器官功能障碍。研究发现，与Cu代谢相关的疾病包括肝豆状核变性(Wilson Disease，WD)、阿尔兹海默病(Alzheimer's disease，AD)、帕金森病(Parkinson's disease，PD)、血管性痴呆(vascular dementia，VD)等。因此，以血清游离Cu或血清相对游离Cu(血清游离Cu/血清总Cu)作为Cu代谢障碍相关疾病临床诊断生物标志物及治疗过程评价指标的研究越来越受到医学界的高度关注。临床上，血清游离Cu主要包括血清中的自由Cu以及与白蛋白、氨基酸松散结合的Cu，一般通过计算血清总Cu与铜蓝蛋白结合Cu的差值得到，即：游离Cu＝血清总Cu(mg/L)-0.3×铜蓝蛋白(mg/L)/100，或游离Cu＝血清总Cu(μmol/L)-0.049×铜蓝蛋白(mg/L)。然而，由于采用免疫沉淀法测得的铜蓝蛋白不能区分饱和铜蓝蛋白和不饱和铜蓝蛋白，使得铜蓝蛋白结合Cu部分结果偏高，游离Cu计算结果偏低，该计算方法在超过20％的病人中得到阴性结果。血清游离Cu的其他测定方法则是采用EDTA等螯合剂将游离Cu从白蛋白等蛋白质上剥离，经超滤后通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等方法进行测定，这些检测方法虽然结果准确，灵敏度高，但所需仪器昂贵，操作难度大，样品前处理复杂，且对操作人员要求高，在基层难以普及。因此，发展快速、灵敏、简便的高选择性复杂体系铜离子以及其他金属离子的检测方法具有重要的意义。

基于识别分子构建的生物传感器检测方法，由于特异性强等优点，逐渐被应用到各个领域，在金属离子检测等领域也存在相关的应用，相比传统的方法能够快速、特异地检测目标金属离子，但是对于生物样本中游离的低浓度的金属离子的检测，往往存在灵敏度不高，检测准确性低的缺陷。因此，如何提高基于识别分子生物传感器检测生物体内金属离子的灵敏度和准确性，成为了目前亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种金属离子检测用探针，能够快速、灵敏、准确的对目标金属离子进行特异性的检测。