[发明专利]一种镉离子切割型通用隔断超快扩增可视化传感器

说明书

本发明提供一种镉离子切割型通用隔断超快扩增可视化传感器，包括：(1)切割体系，(2)sPCR扩增体系，(3)包含ABTS显色液的检测体系。本发明通过巧妙地设计引物、模板及探针，使得在镉离子存在下可对模板进行超快扩增，并使扩增产物在适宜环境中形成G四链体。进一步利用G四链体的类过氧化物酶活性进行显色，解决了传统PCR产物难于可视化检测的难题，实现了对镉离子的快速、可视化检测。不仅如此，本发明提供的传感器对镉离子具有高特异、高灵敏的特点，检测结果更加客观、准确。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，具体地说，涉及一种镉离子切割型通用隔断超快扩增可视化传感器。

背景技术

镉元素符号Cd，蓝白色金属，在元素周期表中属IIB族，镉的原子序数48，原子量112.41，氧化态为+1、+2，有毒性，但由于其良好的柔韧性和抗氧化性，被广泛应用于工业生产中。镉可以通过呼吸道与消化道进入生物体，进入机体的镉可以对肝、肾、骨骼、脑和肺等一系列重要器官造成损害，也会引起神经、生殖、免疫等系统的损伤。中国是世界上第一大镉储量和开发国，同时也是第一大镉消费国。近年来，伴随着人们对镉的进一步开发利用，环境镉污染越来越严重，关于人和动物镉中毒的报道也不断出现。镉中毒已经变为严重威胁人类健康的又一大隐患，因此，对于镉的检测与鉴定工作十分重要。

目前，重金属镉的检测方法主要有火焰原子吸收法、石墨炉原子吸收法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体质谱法以及阳极溶出伏安法等。具体来看，火焰原子吸收法操作简单、分析速度快、测定高浓度元素时干扰小、信号稳定。石墨炉原子吸收法灵敏、准确、选择性好，但在线检测方法基体干扰严重，不适合多种元素分析。电感耦合等离子体质谱法灵敏度高，选择性好，能同时分析多种元素，但价格昂贵度，易受污染。电感耦合等离子体质谱法简便、快速、灵敏仪器简单、价格低廉，容易普及，但干扰因素选择性较差。阳极溶出伏安法灵敏度高、分辨仪器价格低廉，可同时测定几种元素。但这些方法依赖于大型仪器和专人操作，在现场和野外检测中受到限制。以醚类、多胺类、环芳烃类等有机小分子为代表的化学传感方法也有一定的发展，但目前存在灵敏度低、可重复性差、检测需在有机溶剂中进行等不足之处，检测的可靠性和实用性不高。因此迫切需要发展无污染的、简便快速、高灵敏度和高特异性的方法来满足微量金属检测的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种镉离子切割型通用隔断超快扩增可视化传感器。

本发明的另一目的是提供基于生物传感器技术检测镉离子的方法。

为了实现本发明目的，发明人根据镉离子的特异性核酶，设计通用隔断引物对其进行超快聚合酶链式反应(super Polymerase Chain Reaction,sPCR)，结合富G序列在K⁺存在条件下形成具有类过氧化物酶活性的G四链体，构建了一种新型的基于隔断引物的镉离子切割型功能核酸比色传感器。

第一方面，本发明提供一种镉离子切割型通用隔断超快扩增可视化传感器，包括：(1)切割体系，(2)sPCR扩增体系，(3)包含ABTS显色液的检测体系。

所述检测体系用于对待测样品依次经由所述切割体系、sPCR扩增体系进行反应后所得产物进行显色检测；

其中，所述切割体系包括底物链和酶链：

底物链：5′-CTCACTATA rG—GAAGAGATG-3′

酶链：5′-CATCTCATCTAACAGCGTTCCGAAATAGC-3′

其中，rG表示核糖核酸；-表示镉离子切割位点；

所述sPCR扩增体系包括：正向隔断引物、反向引物、模板：

正向隔断引物：5′-GTGGGTAGGGCGGGTTGG-隔断物-CCAACCCGCCCTACCCACTCATCGCACCGTCAAAGGAACC-3′