[发明专利]一种铀酰离子的检测方法

说明书

本发明提出了一种简单的DNA镊子探针，用于基于DNA酶催化裂解的一步法扩增检测铀酰离子。DNA镊子探针的两个臂以原始形式紧靠，因此，臂末端的荧光团的荧光信号被显著淬灭。但是，在存在铀酰离子的情况下，DNA镊子的结构可以从“关闭”变为“打开”，从而产生强荧光信号。通过DNA酶催化裂解反应的扩增，获得的检测铀酰离子的线性范围为0.1nM至60nM，检测极限为25pM。重要的是，整个检测过程非常简单，只需要一个操作步骤。此外，它在实际应用中显示出巨大的潜力和有希望的铀酰离子检测前景。

技术领域

本发明涉及铀酰离子的检测领域，特别是基于DNA镊子探针和DNA酶催化裂解的一步法扩增检测铀酰离子方法领域。

背景技术

浓缩铀可以用作核能燃料和核武器材料。全球范围内的铀消费可能导致铀矿开采和核废料将其释放到环境中，从而导致严重的环境污染和人类健康问题。铀可以通过食物链富集到人体中，这可能导致严重的儿童白血病，肺癌和其他与辐射有关的疾病。因此，美国环境保护署(EPA)设定了水中铀酰离子的最大污染水平(130nM)。

到目前为止，已经开发了许多用于铀检测的技术，包括电感耦合等离子体质谱法和原子发射光谱法等。但是，他们需要昂贵的仪器和复杂的操作。最近，结合酶链(E-DNA)和底物链(S-DNA)的DNA酶被用于设计金属离子的生物传感器，例如铀酰离子，Mg2+，Cu2+，Pb2+，Zn2+和Cd2+。已经报道了多种基于DNA酶的铀酰离子检测方法，包括比色法，荧光法和电化学法等。此外，基于DNA酶的探针已用于在活细胞中对铀酰离子进行荧光成像。

DNA纳米机是一种可以在纳米级实现纳米机械运动的DNA组装纳米结构。DNA纳米机是由通用材料“DNA”进行编程和构建的，它具有一些独特的优点，例如易于化学合成，良好的热稳定性和功能修饰。而且，DNA纳米机器是具有生物纳米设计，药物输送和具有一维，二维和三维纳米结构的逻辑分子计算的有前途的平台。已经设计出了具有纳米级可控性和生物相容性的严肃的DNA纳米机械，例如DNA镊子，DNA Walker，DNA电机，DNA齿轮和DNA纳米笼。DNA镊子是典型的纳米机器，可以对不同的外部刺激做出反应，包括核酸，金属离子，蛋白质，酶和pH值。到目前为止，尚无DNA镊子与DNA酶结合用于金属离子检测。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于基于DNA镊子探针和DNA酶催化裂解的一步法扩增检测铀酰离子方法。

本发明包括如下步骤：

一种溶液中铀酰离子浓度的检测方法，包括如下步骤：

(1)制备金纳米粒子；

(2)用所述金纳米粒子修饰的DNA序列4，DNA序列4一端硫醇化，另一端连接荧光基团；

(3)用步骤(2)所得修饰金纳米粒子后的DNA序列4制备DNA镊子探针；

(4)将步骤(3)所得DNA镊子探针、适量铀酰离子特异性DNA酶链、待测铀酰离子样品溶液混合；

(5)检测步骤(4)所得溶液的荧光信号，并利用标准曲线得出试样溶液中铀酰离子的浓度。

其中，所述DNA序列4具体为：HS-TACCCAAAAAACCT GGCTGCAACTCACTATrAGGAAGAGATGGACGTGACATACGGTACAAAAACCCTA-FAM。

其中，步骤(3)中与DNA序列4一起制备DNA镊子探针的还有DNA序列1-3，其中DNA序列1为：TAGGCTTCGTAAGGTCCACATACATACATACACCAGCGAGAATGTTCCGT，DNA序列2为：TAGGGTTTTTGTACCGTACCGACGGAACATTCTCGCTGG，DNA序列3为：TGGACCTTACGAAGCCTAACTAGCCAGGTTTTTTGGGTA。