[发明专利]一种基于智能手机检测三价铬离子的方法

说明书

本发明公开了一种基于智能手机检测三价铬离子的方法。本发明的检测方法利用重金属离子与DNA酶作用的特异性，超分支滚环扩增产生大量氢离子的特性，三价铬离子依赖型DNA酶在三价铬离子的激活下产生连接链，用于是环状DNA模板链形成完整的环，在引物1，引物2，聚合酶的作用下发生超分支滚环扩增，使溶液中的pH值发生改变，再用智能手机拍摄下溶液颜色的变化，分析并计算出R/G值，通过R/G数值的变化，来计算出三价铬离子的浓度。本发明提供的铬离子检测方法，具有操作方便、选择性高、灵敏度高、时间短等优点。

技术领域

本发明属于三价铬离子的检测分析技术领域，特别涉及一种基于智能手机检测三价铬离子的方法。

背景技术

三价铬(Cr³⁺)离子在人类生活和健康中起着至关重要的作用。三价铬离子是有效的微量营养素，它通过调节葡萄糖耐量因子和胰岛素作用，参与人体的新陈代谢和饮食，从而调节某些酶的活性并使核酸，碳水化合物，脂质和蛋白质稳定。为了满足均衡成分的要求，人体每天需要摄入三价铬离子约25–200μg。三价铬离子可以从各种食物中获得，例如肉，水果，谷物和蔬菜。但是，对于人体而言，三价铬离子可能具有歧义的功能。三价铬离子缺乏会干扰葡萄糖和脂质的代谢，升高总胆固醇，甘油三酸酯和循环胰岛素的水平，削弱免疫功能，并增加对成熟期糖尿病，神经系统疾病和心血管疾病的威胁。尽管过量摄入的三价铬离子体内毒性比六价铬离子低得多，但是过量吸收三价铬离子会抑制非特异性结合后DNA的转录和复制，产生遗传毒性作用，并增加罹患癌症和慢性溃疡的风险。另一方面，三价铬离子也可能是有害的污染物，这是由于越来越频繁的工业活动(例如合金制造，催化，鞣制，镀铬)导致的。因此，在其毒性和必需性之间存在一个相对狭窄的浓度范围。因此迫切需要开发一种方便，灵敏，选择性和快速的检测策略，用于对三价铬离子进行准确分析。

中国专利(CN104215621A)公开了一种利用石墨烯量子点探针检测三价铬离子的方法，利用石墨烯量子点探针作为荧光探针，通过三价铬离子对石墨烯量子点荧光的碎灭特性进行三价铬离子的检测。该方法灵敏性高，但是量子点的合成费时费力，并且合成的量子点颗粒大小不均匀。

因此，目前虽然有多种定性和定量分析方法可测定三价铬离子，包括如：石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)，电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)，ICP-质谱法(常规MS)，荧光法X射线荧光(XRF)和伏安法等。尽管这些方法非常准确和灵敏，但它们的局限性包括耗时的准备工作，费用，操作仪器所需的训练有素的人员以及不适合用作现场设备。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于智能手机检测三价铬离子的方法，以解决现有检测方法存在的准备工作耗时、费用昂贵、对仪器操作人员要求高以及现场操作不便等问题。

本发明的第一目的在于提供一种基于智能手机检测三价铬离子的方法，包括：

(1)将三价铬离子依赖型DNA酶链与DNA底物链按浓度比1.5-3:1混合，退火处理后加入待检液，得到混合液A；其中，所述DNA酶链具有如SEQ ID No：1所示的序列；所述DNA底物链具有如SEQ ID No：2所示的序列；

(2)在混合液A中加入DNA环状模板链进行反应，然后加入T4 DNA连接酶继续反应，得到混合液B；其中，所述环形DNA模板具有如SEQ ID No：3所示的序列；

(3)在混合液B中加入引物1、引物2、脱氧核苷三磷酸和Phi29 DNA聚合酶，调节反应体系的起始pH至8.2，孵育，再加入甲酚红指示剂，得到混合液C；

其中，所述引物1具有如SEQ ID No：4所示的序列；所述引物2具有如SEQ ID No：5所示的序列；

(4)提取步骤(3)所得混合液C的颜色数据，获得所述颜色数据中RGB各色数值；