[发明专利]基于硫黄素T染料设计的无标记荧光探针检测碘离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于阴离子检测技术领域，具体涉及一种基于硫黄素T染料设计的无标记荧光探 针检测碘离子的方法和应用。

背景技术

阴离子的识别和检测在生物传感、化学分析和环境检测等领域都具有重要作用。在众多 阴离子中，碘离子因其重要的生物医学意义受到广泛的关注。碘是人体必不可少的微量元素 之一，它对人体正常生长、神经发育和甲状腺功能起着至关重要的作用。然而,异常的碘离子 浓度水平通常是与疾病有关的，碘缺乏或碘过量都会导致诸如甲状腺肿大、甲状腺功能减退 和甲状腺机能亢进等疾病，影响人的身体健康[Li,Y.J.,Tseng,Y.T.,Unnikrishnan,B.,Huang,C.C., 2013.ACSAppliedMaterialsInterfaces5,9161–9166]。因此，碘离子的定量检测具有非常重要的实 际意义。

目前，常用的碘离子分析方法有毛细管电泳、色谱法、电化学方法和原子光谱法等，但 是这些方法成本比较高、耗时长、样品制备过程复杂、需要比较昂贵的仪器，这些都限制了 这些检测方法在实际中的应用。因此，开发低成本，简单快速，高灵敏性，高选择性的检测 新方法一直是碘离子定量检测的重要研究内容。荧光检测方法由于其灵敏性和操作简便性而 备受研究者青睐。传统的荧光分析方法中使用的荧光探针设计到荧光基团的标记及修饰，这 个过程不仅增加了成本，还使用有机染料和有机溶剂，因此这些已报道的方法不全是绿色化 学的分析方法。相比较而言，能够实现低成本环境友好的无标记荧光探针的设计及应用将具 有更大的优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于硫黄素T染料设计的无标记荧光探针检测碘离子的方 法，以克服现有检测碘离子的方法中成本高、操作复杂及需要昂贵的大型仪器、难以实现在 线快速检测，不利于大规模推广的缺陷。

本发明提出一种基于硫黄素T染料设计的无标记荧光探针用以检测碘离子的方法，所述 基于硫黄素T染料设计的无标记荧光探针与碘离子发生作用，破坏DNA序列的发夹结构， 使荧光减弱，实现对碘离子的定量检测。本发明方法包括：合成基于硫黄素T染料设计的无 标记荧光探针，加入碘离子标准溶液或样品溶液进行反应，采用荧光分析法实现对碘离子的 定量检测。

本发明方法包括以下步骤：

(1)向所制备的硫黄素T/DNA/Hg²⁺无标记荧光探针加入缓冲溶液，稳定一段时间；

(2)在步骤(1)得到的反应液中加入不同浓度的碘离子溶液进行反应，稳定一段时间， 测量混合液的荧光值，建立方程检测待测液中的碘离子溶度，所述反应温度为10～38℃，反 应时间为1～10分钟。

其中，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲液。所述缓冲溶液的pH值为6～8。

其中，步骤(1)中，“稳定一段时间”是指反应液混合孵育1～10分钟。

其中，步骤(2)中，“稳定一段时间”是指反应液混合孵育1～10分钟。

其中，步骤(2)中，“不同浓度的碘离子溶液”是指不同浓度的碘化钾溶液，浓度分别 为0,0.5，1，2，4，6，8，10，12μM。

本发明方法中，优选地，所述基于硫黄素T染料设计的无标记荧光探针是硫黄素 T/DNA/Hg²⁺无标记荧光探针。

其中，所述硫黄素T/DNA/Hg²⁺无标记荧光探针是以硫黄素T染料、DNA序列、汞离子 为反应物，通过如下制备方法得到的：首先取终浓度为0.1～10μM的硫黄素染料溶液、终浓 度为0.2～20μM的合成的特定序列的DNA和终浓度为1.5～150μM的汞离子溶液，制备得 到所述硫黄素T/DNA/Hg²⁺无标记荧光探针，再加入5～20mM的缓冲溶液(例如，磷酸盐缓 冲溶液、醋酸钠-醋酸缓冲溶液、Tris缓冲溶液)，混合并稳定1～10分钟；优选地，所述缓 冲溶液为磷酸盐缓冲液，所述磷酸盐缓冲溶液浓度为5～20mM；所述缓冲溶液的pH值为6～ 8。。

其中，所述“DNA序列”、所述“特定序列的DNA”包括符合以下要求的任何DNA： 序列中富含胸腺嘧啶(T碱基)；当体系不存在汞离子时，DNA序列不能折叠成发夹结构； 当体系中存在汞离子，胸腺嘧啶与汞离子之间存在“T-Hg²⁺-T”强作用力，DNA序列能折叠成 发夹结构。