[发明专利]一种利用α-溶血素纳米孔检测铜离子的方法

说明书

本发明涉及一种利用α‑溶血素纳米孔检测铜离子的方法，属于铜离子检测技术领域。上述方法包括：步骤1：α‑溶血素纳米孔的组装；步骤2：利用上述α‑溶血素纳米孔检测不同浓度铜离子样品，建立信号频率与铜离子浓度的工作曲线；步骤3：检测未知铜离子浓度样品中铜离子的信号频率，利用上述工作曲线计算铜离子浓度。本发明只涉及两个单链DNA底物探针，在铜离子和抗坏血酸钠存在的情况下，能够催化点击反应的发生，两条DNA探针通过点击反应成分叉DNA，利用纳米孔检测具有较高的灵敏度和特异性。

技术领域

本发明涉及铜离子检测技术领域，具体提供一种利用α-溶血素纳米孔检测铜离子的方法。

背景技术

铜元素是生物体内所必需的一种微量重金属元素和必需的营养素，在细胞中的含量仅次于锌和铁，在各种有机体的基本生理过程中发挥着重要作用。然而，高铜摄入量会对健康造成不利影响，如胃和胃肠紊乱、肝肾损害、老年人认知功能丧失和威尔逊病等。随着现代工业和农业的发展，各种工业废水和固体废弃物的渗出液直接排入水体，致使水体中铜含量越来越高。因此建立快速、简便的铜离子检测方法，在人体健康、环境监测等方面都具有非常重要的意义。

目前检测铜离子的方法主要有荧光光谱法、比色法、分光光度测定方法、原子吸收光谱法、循环伏安法、电感藕合等离子体一质谱法等方法。虽然这些方法是有效的，但它们普遍存在一些缺点，如使用有毒化学品、需要复杂的有机合成、灵敏度和选择性差等。近年来，铜(I)离子(Cu⁺)催化点击化学的发现为Cu²⁺的检测开辟了一条新的途径。这种化学反应称为Cu⁺-催化叠氮-烷基1，3-偶极环加成(CuAAC)，是指叠氮与炔基发生反应，生成环加成产物。点击反应具有连接效率高、选择性高、反应条件温和等特点，在电化学、比色和荧光等传感系统中得到了广泛的应用。然而，这些方法通常涉及纳米材料的制备及修饰、探针的精心设计或结合复杂的循环放大以达到理想的灵敏度。

近年来，纳米孔传感技术因其快速、低成本、无需标记等优点，在化学和生物等诸多研究领域得到广泛应用，已发展成为一种新颖的、独具特色的单分子分析手段。由于单个待测物在纳米通道中的物理占位作用等，改变了通道的电阻，从而引发流经纳米通道的离子电流发生变化，形成阻断电流信号。离子流阻断程度和阻断时间等信号可反映待测物的序列、结构特征等信息，信号频率可反映待测物的浓度。将纳米孔技术应用于铜离子的检测，是一种新颖的、独具特色的金属离子分析方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用α-溶血素纳米孔检测铜离子的方法，该方法以纳米孔工作站为平台，能够简便、快速、灵敏地检测铜离子，无需标记和循环放大。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种利用α-溶血素纳米孔检测铜离子的方法，包括：

步骤1：α-溶血素纳米孔的组装；

步骤2：利用上述α-溶血素纳米孔检测不同浓度铜离子样品，建立信号频率与铜离子浓度的工作曲线；

步骤3：检测未知铜离子浓度样品中铜离子的信号频率，利用上述工作曲线计算铜离子浓度。

进一步的，所述步骤1具体为：

用貂毛笔在trans检测池的小孔内外两侧均匀涂抹磷脂溶液；将cis检测池和trans检测池组装后分别加入1M KCl电解质溶液，将一对Ag/AgCl电极浸入电解质溶液中，通过电流放大器探头向磷脂双分子层膜两端施加电压，使用提拉法在trans池的小孔处形成磷脂双分子层膜；在cis检测池中加入α-溶血素，当α-溶血素在磷脂双分子层膜上自组装形成一个稳定的纳米通道时，离子流将量子化阶跃；在+150mV电压条件下，单个纳米孔的稳定开孔电流为150±10pA。

进一步的，所述步骤2具体为：