[发明专利]一种基于荧光/比色双模检测的微流控纸基适配体传感器用于Pb2+

说明书

本发明涉及了一种基于荧光/比色双模检测的微流控纸基适配体传感器用于Pb²⁺的检测。Pb²⁺存在时，会与预先固定在荧光区的荧光标记适配体（荧光探针）高亲和力地特异性结合。再加入标记有淬灭基团的互补DNA(cDNA)，与未形成G‑四链体的适配体形成双链。接通连接桥，则未结合的cDNA通过聚集缓冲液冲洗进入比色区。此时传感器的荧光信号被G‑四链体保护，且比色区的金纳米材料在cDNA单链吸附下保持红色。该基于荧光/比色双模检测的微流控纸基适配体传感器易于小型化、成本低、选择性强，在Pb²⁺现场实时检测上有很强的实际应用潜力。

技术领域

本发明属于有害物质检测技术领域，尤其涉及一种基于荧光/比色双模检测的微流控纸基适配体传感器的制备方法。

背景技术

重金属引起的环境和食品污染作为一种严重的全球威胁引起了广泛关注。作为毒性最大、污染最广的金属污染物之一，铅可以通过生物链在人体重要器官中富集，甚至在低浓度下也会导致心血管、肾脏和神经疾病，这对人类健康构成巨大风险。

测定Pb²⁺的常规分析方法有石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)、电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)、火焰原子吸收光谱法(FAAS)和高效液相色谱法(HPLC)等。然而，这些技术存在设备和程序复杂、耗时长、检测成本高等缺陷，限制了其应用。因此，开发简单、经济、省时的Pb²⁺分析技术是一个巨大的需求。

为了提高分析方法的选择性和成本效益，引入对Pb²⁺具有高亲和力和特异性的适体是一个很好的选择。纸基分析设备以其低成本、易于小型化设计和实时检测等特点在许多领域显示出巨大的前景。基于荧光/比色双模检测的微流控纸基适配体传感器结合纸基传感器的简单和易于小型化、适体的低成本和高选择性，荧光法的快速响应以及比色法的现场检测，在Pb²⁺检测上有很强的实际应用潜力。

发明内容

本发明涉及基于荧光/比色双模检测的微流控纸基适配体传感器的制备方法。

一种基于荧光/比色双模检测的微流控纸基适配体传感器用于Pb²⁺的检测，传感器的制备特征在于，包括以下步骤：

微流控纸基荧光/比色双模适配体传感器的制备：以纸张作为基材，制作两个圆形的疏水区作为荧光和比色反应区。荧光基团标记的适配体作为荧光探针，纳米金材料作为比色探针。在荧光反应区，适配体首先固定在纸基检测孔上。每次反应后使用冲洗缓冲液进行冲洗，去除未结合的材料。同时在比色反应区沉积红色的纳米金材料。荧光反应区与比色反应区通过可断开的连接桥固定，制备传感器的过程中连接桥断开。

微流控纸基荧光/比色双模适配体传感器对Pb²⁺的检测：在传感器的荧光反应区添加Pb²⁺时，Pb²⁺与适配体高亲和力地特异性结合。加入标记有淬灭基团的互补DNA (cDNA)，与未形成G-四链体的适配体碱基互补配对形成双链DNA(dsDNA)。荧光基团与淬灭基团距离较近产生荧光共振能量转移(FRET)，荧光被淬灭。这时接通连接桥，未结合的cDNA通过聚集缓冲液冲洗进入比色反应区，根据比色反应区沉积的纳米金材料的局部表面等离子体共振(LSPR)特性，可以产生肉眼可见的颜色反应。因此，在没有Pb²⁺时，cDNA与适配体完全互补，荧光信号弱，纳米金材料在聚集缓冲液的作用下变成蓝色；而Pb²⁺与适配体反应后，G-四链体保护荧光不被淬灭，荧光信号强，未结合的cDNA可以保持纳米金材料的红色。

所述的纸基材料为打印纸、定性滤纸和色谱纸中的一种；疏水区的形成方式为喷墨打印法、马克笔法和蜡印法中的一种。

适配体在荧光反应区的固定方法为物理吸附、席夫碱反应和链霉亲和素-生物素反应中的一种。

所述荧光和比色反应区的直径为2-7 mm。