[发明专利]一种基于纳米金标记的重金属镉可视化检测方法

说明书

一种基于纳米金标记的重金属镉可视化检测方法，其特征在于：用柠檬酸钠还原法制得纳米金颗粒(粒径15nm左右)，再分别将巯基化镉离子适配体、巯基化镉离子适配体互补寡核苷酸单链与金纳米颗粒连接形成两种探针，将这两种探针与待测物按一定比例混匀，加热后孵育1小时后，再加入盐溶液，反应4～5分钟。靶标的加入会破坏DNA对金纳米颗粒的保护作用，随着靶标浓度的增大，纳米金颗粒在高盐环境下会发生聚集，溶液的颜色由红色变为紫色(或蓝紫色)，导致吸收峰变宽并红移至620nm左右，此时在400～800nm进行UV‑vis扫描，即可实现对待测物中镉离子的检测。本发明用于水体中重金属镉检测，具有灵敏度高、快速简便的优点，检测限可达0.1ng/mL。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种基于纳米金标记的重金属镉可视化检测方法。

背景技术

镉(Cd)元素是一种生物蓄积性强、毒性持久、具有“三致”作用的剧毒元素，摄入过量的镉对生物体的危害极其严重，会导致肾脏、肝脏、肺部、骨骼、生殖器官的损伤，对免疫系统、心血管系统等具有毒性效应，进而引发多种疾病。镉移动性强，难以生物降解，极易通过食物链进入人体，引起人体机能衰退，长期接触会引起癌症。目前，我国镉污染形势严峻，镉污染事件频发，严重影响了居民的正常生活和身体健康。做好食品中镉的分析检测工作，对保护人体健康具有重要意义。

镉的传统检测方法目前是应用于国际法的主要检测方法，但存在成本高、样品处理繁琐、效率低、不适合现场和在线检测等缺点。镉的快速检测方法主要有生物化学传感器法、免疫分析法、酶分析法、试纸法等。这些方法各有优缺点，一些方法在测量精确度、选择性和稳定性等方面仍需进一步提高，一定程度上限制了其推广和应用。

金纳米颗粒作为一种制备简单、便于吸附生物分子的纳米材料，由于其具有独特的光学、化学、电化学及催化性能，已经被广泛应用于生物学和化学传感器的研究中。近年来，应用纳米金及纳米金的团聚对靶物质进行可视化检测的报道越来越多，这些物质主要包括一些食源性致病菌、毒素、金属离子、农药残留、食品非法添加剂等。但是，到目前为止，纳米金用于重金属镉检测的相关研究报道仍是很少。

适配体是一段具有三维空间结构的单链DNA或RNA，它可以与靶标发生特异性结合。因此，在构建检测方法时，适配体可以被用作一种优良的分子识别元件。首先，适配体是在体外设计和筛选的，因此，原则上，任何靶标都可以有它对应的适配体；其次，适配体在信号传导和化学修饰方面具有更加优良的特性。

本发明用镉离子适配体和镉离子适配体互补寡核苷酸单链与金纳米颗粒连接形成两种适配体探针，利用纳米金团聚产生的由红到蓝的颜色变化实现对镉离子的可视化检测。该方法操作简便、灵敏度高、检测时间较短，可用于检测水体中的镉含量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种灵敏度高的基于纳米金标记的重金属镉可视化检测方法。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

用柠檬酸钠还原法制得纳米金颗粒(粒径15nm左右)，再分别将巯基化镉离子适配体、巯基化镉离子适配体互补寡核苷酸单链与金纳米颗粒连接形成两种探针，将这两种探针与待测物按一定比例混匀，加热后孵育1小时后，再加入盐溶液，反应4～5分钟。靶标的加入会破坏DNA对金纳米颗粒的保护作用，随着靶标浓度的增大，纳米金颗粒在高盐环境下会发生聚集，溶液的颜色由红色变为紫色(或蓝紫色)，导致吸收峰变宽并红移至620nm左右，此时在400～800nm进行UV-vis扫描，即可实现对待测物中镉离子的检测。

具体地，所述的镉离子适配体序列(DNA1)为5’SH-ACC GAC CGT GCT GGA CTC TGGACT GTT GTG GTA TTA TTT TTG GTT GTG CAG TAT GAG CGA GCG TTG CG-3’，所述的镉离子适配体互补寡核苷酸单链序列(DNA2)为5’SH-CGC AAC GCT CGC TCA TAC TGC ACA ACCAAA-3’。