[发明专利]基于DSN酶检测Hg2+

说明书

本发明属于生物领域，具体涉及一种基于DSN酶检测Hg²⁺的DNA生物传感器。本发明首先公开了一种用于Hg²⁺浓度检测的核苷酸序列组，其包括：核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示的T‑探针、核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示的序列M和核苷酸序列如SEQ ID NO：3所示的序列M4。其次还公开了一种包括上述核苷酸序列组的DNA生物传感器。本发明成功构建了一种基于DSN酶的DNA生物传感器并成功用于Hg²⁺的检测。该传感器具有结构简单、操作简单、灵敏度高、稳定性高以及选择性高的特点。

技术领域

本发明属于生物领域，具体涉及一种基于DSN酶检测Hg²⁺的DNA生物传感器。

背景技术

双链特异性核酸酶(duplex-specificnuclease，DSN)是一种新型的核酸酶，已从虾、蟹等生物的消化腺或肝胰腺中成功分离出^[1]。DSN酶对于双链DNA(dsDNA)以及DNA和RNA杂交体中的DNA具有特异性的剪切效果，并且对于单链DNA(sDNA)以及RNA形成的双链结构几乎没有生物活性。在对DNA-RNA杂交体中的DNA进行水解时，还可以保持RNA链的完整性。由于DSN酶的这一特性，DSN酶被广泛的应用于miRNA的检测中^[2-6]。其次，DSN酶剪切dsDNA和DNA-RNA杂交体中的DNA链时，对双链的碱基对数有要求。只有当DNA双链的碱基对数大于10bp时，DSN酶才能水解DNA，而在DNA-RNA杂交体中，只有碱基对数大于15bp时，DSN酶才能对杂交体中的DNA链进行剪切。此外，DSN酶在对于相同长度的dsDNA或DNA-RNA杂交体进行水解作用时，对碱基对完全匹配的双链水解速度要高于碱基对非完全匹配的双链，基于此，DSN酶可以很好地区分单碱基错配。由于DSN酶具有的这些特性，DSN酶被广泛应用于生物医学和生物科学研究中，比如cDNA文库的构建^[7,8]、基因组DNA的均一化、SNP检测^[4]以及端粒末端定量检测^[9]等方面。

众所周知汞是一种有毒的重金属，并且汞产品在人们的生活中随处可见。然而由于工厂污水或废弃的汞产品的处理不当等原因，自然界中就会存在一定量的汞离子，这些汞离子可以通过生物富集作用进入生物体内，进而转化成毒性更高的有机汞，并通过食物链进入人体。因此寻找一种简单、方便、廉价的测量环境中汞离子浓度的方法是很有必要的。

研究表明，汞离子可以与错配的碱基对T-T形成T-Hg²⁺-T结构，使得带有T-T错配碱基对的DNA链形成完全匹配的DNA双链^[10-12]。而在以往的研究中，DSN酶大多被用于miRNA的检测中，很少用于对汞离子的检测中。

发明内容

在本发明中，将DSN酶与DNA生物传感器相结合，设计了两条带有T-T碱基错配的互补DNA单链，并在其中一条DNA链上修饰上FAM荧光基团以及BHQ荧光淬灭基团形成DNA荧光探针，通过加入不同浓度的汞离子使DNA形成完全匹配的DNA双链，进而被DSN酶水解，其检测结果表现为荧光强度的变化。

具体的，本发明的技术方案如下：

本发明第一个方面公开了一种用于Hg²⁺浓度检测的核苷酸序列组，包括：核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示的T-探针、核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示的序列M和核苷酸序列如SEQ ID NO：3所示的序列M4；优选的，所述T-探针的5’端修饰有荧光基团，3’端修饰有荧光淬灭基团。

本发明第二个方面公开了一种DNA生物传感器，包括上述的核苷酸序列组；优选的，所述DNA生物传感器还包括DSN酶。

本发明第三个方面公开了上述的DNA生物传感器在检测Hg²⁺浓度中的应用。

本发明第四个方面公开了一种制备上述的DNA生物传感器的方法，包括：