[发明专利]一种重金属离子的可视化定量检测新方法

说明书

本发明提供了一种基于超快速PCR的比色传感新方法，用于Hg²⁺的可视化超灵敏检测。该新方法根据汞离子胸腺嘧啶错配，设计超快速聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)的扩增引物和模板，同时通过该引物可结合酶联核酸自组装显色模块，整合建立一种新兴的基于错配的汞离子靶标的功能核酸检测新方法和生物传感器。本发明所建立的检测方法和生物传感器，比传统方法更快捷、更灵敏，具备特异性强、灵敏度高、检测结果可靠等优点，可以简化分析检测步骤，缩短分析时间，更重要的是使在线实时检测成为可能，便于携带和野外作业，在重金属快速检测领域，具有非常好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，具体涉及一种检测重金属的方法和生物传感器。

背景技术

汞在自然中极少以纯金属的状态存在，通常在矿藏中以硫化汞、氯硫汞矿、硫锑汞矿等状态存在。汞是一种有巨毒的重金属元素，随着工业化进展的不断加速，越来越多的汞通过食物链集聚，对人体的危害越发严重。通过水、空气、食物、药物、化妆品等多种途径浸入人体，对人体造成伤害。特别是孕妇要特别注意避免接触汞，因为无论是有机汞(甲基化汞)和无机汞都会对胎儿的健康产生影响。

传统的Hg²⁺检测方法主要包括原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、电感耦合等离子体质谱法、电化学分析方法、原子吸收分光光度法等，这些方法检测灵敏、准确，但一般需要较长的检测周期和专业人员操作。由于有机染料、蛋白、DNA、薄膜的化学传感器的优点，使其在汞检测分析方面迅速发展，但也存在着水溶性、灵敏度、稳定性、选择性等各方面的不足。伴随着新型纳米材料应用于比色法的不断发展，在很大程度上弥补了传统方法的不足。由于比色法操作简单、对仪器要求低，作为一种快速、有效检测汞的方法得到了广泛发展。但是传统的比色检测汞方法仍有一定的局限性，例如操作步骤繁琐、灵敏度和选择性不佳、需使用的有机溶剂易对环境造成污染等，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微量金属汞检测的需要。

发明内容

本发明建立的检测方法和生物传感器，克服了现有检测技术的不足，实现了对重金属进行准确、快速、简单高效的检测和分析，是一种廉价、快速、灵敏、特异性强、最低检测限1.3pM远低于世界卫生组织(WHO)规定的自来水中Hg²⁺的限量值30nmol/L的汞离子的检测新方法。

本发明的一个目的是提供一种金属的检测方法，所述方法包括体外核酸扩增技术,所述体外核酸扩增技术的反应体系包括下述1)-2)中的至少一种：

1)上游引物，所述上游引物包括：互补序列A、连接臂、互补序列B、可特异性扩增模板的核苷酸序列和可与待测金属结合的核苷酸；所述连接臂位于所述互补序列A和互补序列B之间，所述可特异性扩增模板的核苷酸序列和可与待测金属结合的核苷酸位于所述上游引物的5’端或3’端；所述互补序列A和所述互补序列B的核苷酸序列互补和/或反向互补；所述连接臂包括可抑制聚合酶结合的结构和/或可抑制体外核酸扩增过程中新链延伸的结构；

2)模板，所述模板包括与待测金属结合的核苷酸相互补的核苷酸；

具体的，所述体外核酸扩增技术的反应体系还包括下游引物；所述下游引物包括可特异性扩增模板的核苷酸序列。

具体的，所述模板还包括互补序列H和序列I；其中，所述互补序列H与所述上游引物中的可特异性扩增模板的核苷酸序列互补和/或反向互补；所述序列I的核苷酸序列与所述下游引物中的可特异性扩增模板的核苷酸序列相同。

所述互补包括现有技术或公知常识所定义的互补或反向互补，和/或根据现有技术或公知常识所定义的互补原则进行互补或反向互补。

所述聚合酶包括可用于体外核酸扩增的聚合酶。