[发明专利]一种基于免标记荧光增强的适配体DNA银纳米簇测定铅离子的方法

说明书

本发明属分析化学技术领域，为解决荧光猝灭型检测铅离子的方法对错误信号敏感、背景变化较大、信号变化有限等缺点，提供一种基于免标记荧光增强的适配体DNA银纳米簇测定铅离子的方法。将DNA‑Ag NCs模板与标准浓度铅离子溶液混合于缓冲液中加热，加AgNO₃溶液混匀避光反应，加NaBH₄溶液避光反应，室温下测定溶液中标准浓度的铅离子溶液的荧光值获得标准曲线；将铅离子溶液用待测样品替换进行反应测定荧光值，得待测样品铅离子浓度。高灵敏度，最低检测限为3.0 nM，有很好的选择性，常见干扰物对检测不产生影响。成本低廉、操作简单、毒性小、生物相容性好等优点，可用于环境或食品样品中铅离子含量的快速检测。

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种基于免标记荧光增强的适配体DNA银纳米簇测定铅离子的方法。

背景技术

铅离子是有剧毒的重金属离子，对人体危害非常严重，其主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调、肾、肝、生殖系统损伤等，使婴幼儿生长发育迟缓。传统的铅离子检测技术，包括原子吸收/发射光谱、电感耦合等离子体质谱、原子荧光光谱、电化学方法和气相色谱法等，虽准确可靠但需要昂贵复杂的仪器设备以及专业技术人员，费时费力，不利于现场快速分析检测。因此构建一种简便、快速、低成本、高灵敏度、高选择性、实时原位检测的铅离子检测方法对人类健康和环境监测具有重要的现实意义。当今，利用有机荧光染料、寡核苷酸或核酸酶的比色、荧光和电化学方法来检测铅离子得到人们的重视，其中利用功能核酸检测铅离子的方法由于灵敏度高、选择性好倍受青睐。用于检测铅离子的适配体是富含鸟嘌呤(G)的单链寡核苷酸，铅离子可以促进寡核苷酸形成G-四链体结构，根据G-四链体的相关特征选择合适的信号输出来检测铅离子。

贵金属纳米簇含有几个到约一百个原子，由于其独特的物理、光学和电学性质,被广泛地用于催化、生物医学、成像、传感以及光电设备等领域。其中DNA模板稳定的银纳米簇（简称DNA-Ag NCs）具有可优化的链长和序列、强的荧光发射、较低的毒性、较好的生物相容性，受到广泛的关注。因此可以利用功能核酸形成G-四链体结构与DNA-Ag NCs相结合实现铅离子的检测。

文献《DNA/银纳米簇荧光探针在检测Pb²⁺ 中的应用》（蔺超，宫贺，范楼珍，李晓宏，化学学报，2014,72,704—708）)，该文献中已报道以茎部为富G结构，环状部分为聚C结构的发夹型 DNA 为模板合成具有稳定荧光的银纳米簇。当加入 Pb²⁺ 后，发夹型DNA在Pb²⁺ 诱导下形成G-四链体结构，破坏了发夹型DNA的构型，极大地影响了合成银纳米簇的模板结构，导致银纳米簇的荧光强度降低，根据此原理可实现的Pb²⁺ 检测。但这种检测方法属于荧光猝灭型，荧光猝灭型探针有对错误信号比较敏感、背景变化较大、信号变化有限等缺点，从分析检测的角度考虑，这种方法是不受欢迎的。

发明内容

本发明为了解决目前利用荧光银纳米簇检测铅离子的荧光猝灭型方法对错误信号比较敏感、背景变化较大、信号变化有限等缺点，提供了一种基于免标记荧光增强的适配体DNA银纳米簇测定铅离子的方法。旨在利用铅离子特异性识别的适配体为识别元件，DNA-Ag NCs为信号报告分子，建立一种免标记荧光增强型的铅离子检测方法。

本发明所采取的技术方案是：一种基于免标记荧光增强的适配体DNA银纳米簇测定铅离子的方法，以铅离子适配体的DNA-Ag NCs模板为识别原件，将铅离子适配体的DNA-Ag NCs模板与标准浓度的铅离子溶液混合于Tris-acetate缓冲液中加热反应，随后加入AgNO₃溶液混匀避光反应，再加入NaBH₄ 溶液避光反应，室温下测定反应所获得的溶液中标准浓度的铅离子溶液的荧光值获得标准曲线；将标准浓度的铅离子溶液用待测样品替换进行反应，并测定荧光值，结合标准曲线获得待测样品铅离子浓度。