探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法，將探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液20~30分鐘，取出洗滌并在0.1 M的NaClO4電解質(zhì)溶液中進行DPV測定，根據(jù)在0.1～0.6V范圍內(nèi)掃描記錄的DPV峰電流信號的變化率來計算樣品中的鉛離子濃度。本發(fā)明選擇性好、靈敏、簡便、快速。
【專利說明】
探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛離子是常見的一種有害重金屬離子，其監(jiān)測/檢測對人類健康和環(huán)境監(jiān)測都有著十分重要的意義。過去幾十年中，人們已經(jīng)發(fā)展了如原子吸收/發(fā)射光譜、熒光光譜、質(zhì)譜、光子晶體等多種方法對鉛離子進行監(jiān)測/檢測。近年來，美國陸藝研究小組通過體外篩選技術(shù)獲得了對鉛離子敏感的功能核酸17E DNAzyme，他們以17E DNAzyme作為鉛離子識別元件，用金納米粒子作為傳感元件，開發(fā)了比色傳感器檢測鉛離子(Liu，J.; Lu, Y.,Nature Protocols 2006, 1, 246-252.) aWang小組基于17E DNAzyme與和雙鏈 DNA 焚光分子螯合染料Picogreen發(fā)展了免標(biāo)記的焚光傳感器檢測鉛離子(Zhang, L.; Han, B.;Li , T.; Wang, E., Chemical Communicat1ns 2011, 47，3099-3101.)。隨后，Yin小組基于17E DNAzyme發(fā)展了電化學(xué)發(fā)光傳感器檢測鉛離子(Gao，A.; Tang, C.; He, X.;Yin, X.，Analyst, 2013，138，263-268)。因此利用鉛離子敏感的功能核酸 17E DNAzyme檢測鉛離子受到了國內(nèi)外專家的廣泛關(guān)注。
[0003]由于熒光檢測、紫外檢測以及電化學(xué)發(fā)光檢測都需要比較龐大、貴重的檢測儀器，因此這些方法不適用于一些比較簡陋的工作場所及野外作業(yè)的場合。電化學(xué)檢測方法由于具有靈敏度高、操作簡單快速、成本低、能耗低、易于儀器化等優(yōu)點，因而受到研究人員的日益青睞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種選擇性好、靈敏、簡便、快速的探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法，其特征是:將探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液20?30分鐘，取出洗滌并在0.1 M的NaClO4電解質(zhì)溶液中進行DPV測定，根據(jù)在0.1?0.6V范圍內(nèi)掃描記錄的DPV峰電流信號的變化率來計算樣品中的鉛離子濃度;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20mM Tris-HCl溶液；
所述探針集成的功能核酸修飾電極由以下方法制備得到:將金納米粒子修飾電極置于加有I μΜ巰基修飾的17E DNAzyme的緩沖溶液中自組裝10?18小時;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20 mM Tris-HCl溶液;取出電極用所述緩沖溶液清洗，再將電極置入到加有ImM巰基己醇的上述緩沖溶液中鈍化1-3小時，用同樣的緩沖溶液清洗除去未組裝的巰基乙醇;最后將電極轉(zhuǎn)移到含有I μΜ的底物17DS溶液中組裝1?18小時;所述底物17DS的3’端修飾二茂鐵探針分子;再用上述緩沖溶液洗滌電極2-3次，得到探針集成的功能核酸修飾電極。
[0006]探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液25分鐘。
[0007]將金納米粒子修飾電極置于加有IμΜ巰基修飾的17E DNAzyme的緩沖溶液中自組裝12小時。
[0008]最后將電極轉(zhuǎn)移到含有IμΜ的底物17DS溶液中組裝12小時。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
1.本發(fā)明采用功能核酸17Ε DNAzyme作為鉛離子檢測的識別分子，選擇性好，對環(huán)境無二次污染。
[0010]2.采用電化學(xué)方法檢測，具有靈敏度高、儀器簡單、操作簡單快速、低成本和低能耗等優(yōu)點。
[0011]3.本方法采用探針與底物鏈17DS整合的方法，集成到電極表面，檢測過程中無需在電解質(zhì)溶液中添加額外的電化學(xué)探針試劑，電極的整合度高，功能性強，檢測便利性提尚O
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]圖1是本發(fā)明中對不同濃度鉛離子檢測過程中測定的修飾電極的DPV曲線變化圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的修飾電極對鉛離子檢測的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線圖。
【具體實施方式】
[0015](I)探針集成的功能核酸修飾電極的制備
將金納米粒子修飾電極置于加有I μΜ巰基修飾的17Ε DNAzyme的緩沖溶液中自組裝12小時;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20 mM Tris-HCl溶液；取出電極用所述緩沖溶液清洗，再將電極置入到加有ImM巰基己醇的上述緩沖溶液中鈍化2小時，用同樣的緩沖溶液清洗除去未組裝的巰基乙醇;最后將電極轉(zhuǎn)移到含有I μΜ的底物17DS溶液中組裝12小時;所述底物17DS的3’端修飾二茂鐵探針分子;再用上述緩沖溶液洗滌電極3次，得到探針集成的功能核酸修飾電極。
[0016](2)湖水水樣中鉛離子的檢測
將制備好的修飾電極浸入到一系列加有不同濃度的鉛離子標(biāo)準(zhǔn)水樣的緩沖溶液中浸泡25 min后，用上述緩沖溶液清洗電極2次；以0.1 M的NaClO4作為支持電解質(zhì)溶液，進行DPV掃描測試，測試參數(shù)為:調(diào)整時間為50 ms，間隔時間為0.5 S，調(diào)制振幅為50 mV，階躍電勢為5 mV，掃描范圍為0.1?0.6V。以DPV峰電流為縱坐標(biāo)，鉛離子濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，如圖2所示。
[0017]采用湖水作為實際樣品，湖水經(jīng)過活性炭脫色后用0.22 μπι濾膜過濾，再以15000轉(zhuǎn)/min離心后，取上清液進行測定。將50此處理好的湖水水樣加入到上述緩沖溶液中，按照上述測定步驟操作，測定其DPV峰電流，根據(jù)DPV峰電流變化率(1-1 )/1，由標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的線性方程可以計算出水樣中鉛離子濃度為327 ρΜο
【主權(quán)項】
1.一種探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法，其特征是:將探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液20~30分鐘，取出洗滌并在0.1 M的NaClO4電解質(zhì)溶液中進行DPV測定，根據(jù)在0.1?0.6V范圍內(nèi)掃描記錄的DPV峰電流信號的變化率來計算樣品中的鉛離子濃度;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20mM Tris-HCl溶液； 所述探針集成的功能核酸修飾電極由以下方法制備得到:將金納米粒子修飾電極置于加有I μΜ巰基修飾的17E DNAzyme的緩沖溶液中自組裝10?18小時;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20 mM Tris-HCl溶液;取出電極用所述緩沖溶液清洗，再將電極置入到加有ImM巰基己醇的上述緩沖溶液中鈍化1-3小時，用同樣的緩沖溶液清洗除去未組裝的巰基乙醇;最后將電極轉(zhuǎn)移到含有I μΜ的底物17DS溶液中組裝1?18小時;所述底物17DS的3’端修飾二茂鐵探針分子;再用上述緩沖溶液洗滌電極2-3次，得到探針集成的功能核酸修飾電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法，其特征是:探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液25分鐘。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法，其特征是:將金納米粒子修飾電極置于加有I μΜ巰基修飾的17Ε DNAzyme的緩沖溶液中自組裝12小時。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學(xué)檢測鉛離子方法，其特征是:最后將電極轉(zhuǎn)移到含有I μΜ的底物17DS溶液中組裝12小時。
【文檔編號】G01N27/48GK105891286SQ201610372050
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】洪華, 張愛平, 施筱迪, 王海天, 洪昱, 王紅衛(wèi), 王超穎, 申曉萍
【申請人】中華人民共和國南通出入境檢驗檢疫局