[发明专利]一种汞离子的检测方法

说明书

本发明提供了一种将碎片DNA形成DNA酶的无酶放大技术和血红素‑氧化石墨烯复合物催化显色反应联用的汞离子检测方法。其中，所述血红素‑氧化石墨烯复合物表面吸附大量DNA片段，防止聚集，所述DNA片段由DNA酶循环切割核酸分子发卡环形成，所述DNA酶是两个分裂的DNA酶序列通过T‑Hg²⁺‑T相互作用形成。大量血红素‑氧化石墨烯复合物催化显色反应使得上清液显示出深蓝色。通过紫外可见吸收光谱测定，即可计算Hg²⁺浓度。该方法显示50pM至1200pM的线性范围。极限检测可低至33pM。该方法可快速灵敏地检测Hg²⁺。

技术领域

本发明涉及汞离子的检测领域，特别是将碎片DNA形成DNA酶的无酶放大技术和血红素-氧化石墨烯复合物催化显色反应联用的汞离子检测方法领域。

背景技术

汞作为毒性最大的重金属之一，对环境安全和人类健康问题的不利影响，引起了公众的广泛关注。各种自然和人类活动普遍存在汞污染。饮用水中汞的最大污染物水平(MCL) 由世界卫生组织(WHO)设定为30nM。现有技术将Hg²⁺嵌入胸腺嘧啶-胸腺嘧啶(T-T)错配中形成了T-Hg²⁺-T碱基对，建立了各种Hg²⁺检测分析方法，包括比色法，荧光，表面增强拉曼散射和电化学检测方法。然而，检测限都大于30nM，检测灵敏度不高。为了提高灵敏度，无酶放大技术用于信号放大，如杂交链反应和核酸分子发夹催化装自组装。由于等温条件，成本低廉和无需酶参与等条件引起了很多关注。然而，大多数无酶放大技术需要设计复杂的辅助核酸分子发夹。

由于血红素在水溶液中的溶解度低和分子聚集度高，难以直接应用其作为催化剂。现有技术中通过血红素和GO之间的π-π相互作用合成血红素-氧化石墨烯复合物。GO用作血红素的载体，为血红素的提供导电性。因此，它显示出过氧化物酶活性，催化过氧化物酶底物的显色反应。但是，由于血红素-氧化石墨烯复合物在盐溶液中易聚集沉降，使得离心后的上清液催化效果并不明显。此外，血红素-氧化石墨烯复合物在氯化钠存在时显示出对单链或双链DNA序列的不同的分散特性。因此被用于检测过氧化氢，葡萄糖，酶活性，双酚A和DNA损伤。

尚无将碎片DNA形成DNA酶的无酶放大技术和血红素-氧化石墨烯复合物催化显色反应两种技术联用来检测汞离子的报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种将碎片DNA形成DNA酶的无酶放大技术和血红素- 氧化石墨烯复合物催化显色反应联用的汞离子检测方法。上述“血红素-氧化石墨烯复合物”下文简称为H-GNs。

本发明的检测原理为：在Hg²⁺存在下，两个DNA酶序列碎片可以通过T-Hg²⁺-T相互作用在中间形成双链体部分，在两端变成两个完整的DNA酶链。DNA酶链与核酸分子发卡环部的底物链序列结合生成DNA酶结构。DNA酶可以循环剪切核酸分子发卡的环部，产生大量的DNA片段。得到的DNA片段可以通过吸附在H-GNs表面上来防止H-GNs在盐溶液中聚集。因此，离心后上清液中含有更多分散的H-GNs，在显色反应后，上清液显示出深蓝色。然而，在没有Hg²⁺的情况下，H-GNs在没有DNA片段保护的情况下发生聚集，离心后上清液中还有少量的H-GNs，产生浅蓝色。核酸分子发卡的环状切割导致Hg²⁺检测的显著信号放大。该方法提供了一种显色和无酶放大模式，可快速灵敏地检测Hg²⁺，无需复杂的辅助发夹设计。

本发明包括如下步骤：

(1)H-GNs的合成，采用现有技术合成H-GNs；

(2)将核酸分子发卡序列5’-CACCACAAATTCTCTCTrAGGACAAAAAAAGT GGTG-3’加热到90℃保持5分钟，然后冷却2小时至室温形成核酸分子发卡结构；