[发明专利]一种荧光检测探针及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种荧光检测探针及其制备方法和应用，所述荧光检测探针包括基底，以及设置于所述基底同一侧表面上的核苷酸链A和结合有聚集诱导发光材料的向列相液晶；所述核苷酸链A上通过碱基互补配对连接有核苷酸链B，所述核苷酸链B上连接有封端剂。所述荧光检测探针包括核苷酸链A和核苷酸链B构成的脱氧核酶体系，以及垂直排列于基底上的结合有聚集诱导发光材料的向列相液晶，通过脱氧核酶的特性、聚集诱导发光材料的聚集诱导发光效应以及向列相液晶的光学特性的相互协同，能够实现对铅离子的高特异性和高灵敏度的定量检测，且制备方法简单，测试周期短，易于操作，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于生物化学材料技术领域，具体涉及一种荧光检测探针及其制备方法和应用。

背景技术

随着时代和社会的进步，人们的生活质量不断上升，逐渐由关心温饱转移注意力到关心饮食健康与质量，而重金属离子对人体和环境都有许多潜在的威胁，故而近年重金属离子的检测一直备受重视。比如铅离子，过量的摄入会使人体中枢神经系统与周围神经系统受损，引起脑病与周围神经病，导致婴儿和儿童的身体或智力发育迟缓，以及成年人的肾脏病变和高血压。许多化学品在环境中滞留一段时间后可能降解为无害的最终化合物，但是铅无法再降解，一旦排入环境中，很长时间仍然保持其可用性。由于铅在环境中长期持久性的存在，对许多生命组织具有较强的潜在毒性，所以铅一直被列为强污染物。美国环保局指出，人类饮用水中最大铅离子含量为15μg/L或72nM，实现铅离子的精确检测是解决铅污染问题的重要前提。

目前铅离子检测方法主要有电化学方法、比色法、阳极溶出伏安法、原子吸收光谱法等。例如CN104596812A公开了一种铅离子的检测方法，具体包括如下步骤：将除去固体杂质的水样吸附在树脂柱上，解吸树脂柱后，向得到的解吸液中加入氢氟酸消解，然后将消解后水样通过原子吸收分光光度计检测；该检测方法通过树脂柱进行铅离子的富集，还去除了影响铅离子检测的杂质。CN109709175A公开了一种基于纳米通道电化学传感器的铅离子检测方法，通过将含有能够特异性识别Pb²⁺的ZIF-8颗粒负载到PAA膜纳米通道内，并以经过ZIF-8修饰的PAA膜作为膜电极，当Pb²⁺与ZIF-8/PAA膜上的氮原子发生配位反应后，导致电化学信号降低，实现电化学传感器对Pb²⁺的检测。虽然上述方法的灵敏度可以达到要求，但是往往需要昂贵的仪器设备、复杂的操作过程以及较长的分析等待时间，需要专业人员操作，检测成本较高，导致了这些方法的应用通常局限在检测研究所或医院，无法普及到日常生活中。

脱氧核酶(DNAzyme)是利用体外分子进化技术合成的一种具有催化功能的单链DNA片段，具有高效的催化活性和结构识别能力。近年来，基于脱氧核酶的新型铅离子传感检测方法得到了发展，例如CN109490260A公开了一种低背景和温度稳定的功能核酸荧光传感器，包括分子识别元件和信号转换元件，分子识别元件为铅离子依赖型脱氧核酶，铅离子脱氧核酶由脱氧核酶底物链和脱氧核酶酶链组成，信号转换元件由5'端被荧光染色基团标记的Sub F和3'端被荧光猝灭基团标记的Sub Q组成；该荧光传感器可提高铅离子的灵敏度和对检测环境的耐受性。但是，该荧光传感器的构建方式比较复杂，检测时间较长，而且必须要使用荧光标记的核酸链段，因此在很大程度上限制了普及化、日常化的应用。

因此，开发一种灵敏度高、快捷有效、易操作的铅离子检测方法具有很大的应用价值，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种荧光检测探针及其制备方法和应用，所述荧光检测探针中包括核苷酸链A和核苷酸链B构成的脱氧核酶体系，以及垂直排列于基底上的结合有聚集诱导发光材料的向列相液晶，通过脱氧核酶的特性和聚集诱导发光材料的聚集诱导发光效应(aggregation-induced emission，AIE)的相互协同，实现对铅离子高特异性、高灵敏度和便捷化的定量检测。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：