探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法
【專利摘要】本發明公開了一種探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法，將探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液20~30分鐘，取出洗滌并在0.1 M的NaClO4電解質溶液中進行DPV測定，根據在0.1～0.6V范圍內掃描記錄的DPV峰電流信號的變化率來計算樣品中的鉛離子濃度。本發明選擇性好、靈敏、簡便、快速。
【專利說明】
探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法。
【背景技術】
[0002]鉛離子是常見的一種有害重金屬離子，其監測/檢測對人類健康和環境監測都有著十分重要的意義。過去幾十年中，人們已經發展了如原子吸收/發射光譜、熒光光譜、質譜、光子晶體等多種方法對鉛離子進行監測/檢測。近年來，美國陸藝研究小組通過體外篩選技術獲得了對鉛離子敏感的功能核酸17E DNAzyme，他們以17E DNAzyme作為鉛離子識別元件，用金納米粒子作為傳感元件，開發了比色傳感器檢測鉛離子(Liu，J.; Lu, Y.,Nature Protocols 2006, 1, 246-252.) aWang小組基于17E DNAzyme與和雙鏈 DNA 焚光分子螯合染料Picogreen發展了免標記的焚光傳感器檢測鉛離子(Zhang, L.; Han, B.;Li , T.; Wang, E., Chemical Communicat1ns 2011, 47，3099-3101.)。隨后，Yin小組基于17E DNAzyme發展了電化學發光傳感器檢測鉛離子(Gao，A.; Tang, C.; He, X.;Yin, X.，Analyst, 2013，138，263-268)。因此利用鉛離子敏感的功能核酸 17E DNAzyme檢測鉛離子受到了國內外專家的廣泛關注。
[0003]由于熒光檢測、紫外檢測以及電化學發光檢測都需要比較龐大、貴重的檢測儀器，因此這些方法不適用于一些比較簡陋的工作場所及野外作業的場合。電化學檢測方法由于具有靈敏度高、操作簡單快速、成本低、能耗低、易于儀器化等優點，因而受到研究人員的日益青睞。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種選擇性好、靈敏、簡便、快速的探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法。
[0005]本發明的技術解決方案是:
一種探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法，其特征是:將探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液20?30分鐘，取出洗滌并在0.1 M的NaClO4電解質溶液中進行DPV測定，根據在0.1?0.6V范圍內掃描記錄的DPV峰電流信號的變化率來計算樣品中的鉛離子濃度;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20mM Tris-HCl溶液；
所述探針集成的功能核酸修飾電極由以下方法制備得到:將金納米粒子修飾電極置于加有I μΜ巰基修飾的17E DNAzyme的緩沖溶液中自組裝10?18小時;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20 mM Tris-HCl溶液;取出電極用所述緩沖溶液清洗，再將電極置入到加有ImM巰基己醇的上述緩沖溶液中鈍化1-3小時，用同樣的緩沖溶液清洗除去未組裝的巰基乙醇;最后將電極轉移到含有I μΜ的底物17DS溶液中組裝1?18小時;所述底物17DS的3’端修飾二茂鐵探針分子;再用上述緩沖溶液洗滌電極2-3次，得到探針集成的功能核酸修飾電極。
[0006]探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液25分鐘。
[0007]將金納米粒子修飾電極置于加有IμΜ巰基修飾的17E DNAzyme的緩沖溶液中自組裝12小時。
[0008]最后將電極轉移到含有IμΜ的底物17DS溶液中組裝12小時。
[0009]本發明的有益效果為:
1.本發明采用功能核酸17Ε DNAzyme作為鉛離子檢測的識別分子，選擇性好，對環境無二次污染。
[0010]2.采用電化學方法檢測，具有靈敏度高、儀器簡單、操作簡單快速、低成本和低能耗等優點。
[0011]3.本方法采用探針與底物鏈17DS整合的方法，集成到電極表面，檢測過程中無需在電解質溶液中添加額外的電化學探針試劑，電極的整合度高，功能性強，檢測便利性提尚O
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0013]圖1是本發明中對不同濃度鉛離子檢測過程中測定的修飾電極的DPV曲線變化圖。
[0014]圖2是本發明的修飾電極對鉛離子檢測的標準工作曲線圖。
【具體實施方式】
[0015](I)探針集成的功能核酸修飾電極的制備
將金納米粒子修飾電極置于加有I μΜ巰基修飾的17Ε DNAzyme的緩沖溶液中自組裝12小時;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20 mM Tris-HCl溶液；取出電極用所述緩沖溶液清洗，再將電極置入到加有ImM巰基己醇的上述緩沖溶液中鈍化2小時，用同樣的緩沖溶液清洗除去未組裝的巰基乙醇;最后將電極轉移到含有I μΜ的底物17DS溶液中組裝12小時;所述底物17DS的3’端修飾二茂鐵探針分子;再用上述緩沖溶液洗滌電極3次，得到探針集成的功能核酸修飾電極。
[0016](2)湖水水樣中鉛離子的檢測
將制備好的修飾電極浸入到一系列加有不同濃度的鉛離子標準水樣的緩沖溶液中浸泡25 min后，用上述緩沖溶液清洗電極2次；以0.1 M的NaClO4作為支持電解質溶液，進行DPV掃描測試，測試參數為:調整時間為50 ms，間隔時間為0.5 S，調制振幅為50 mV，階躍電勢為5 mV，掃描范圍為0.1?0.6V。以DPV峰電流為縱坐標，鉛離子濃度為橫坐標，繪制標準工作曲線，如圖2所示。
[0017]采用湖水作為實際樣品，湖水經過活性炭脫色后用0.22 μπι濾膜過濾，再以15000轉/min離心后，取上清液進行測定。將50此處理好的湖水水樣加入到上述緩沖溶液中，按照上述測定步驟操作，測定其DPV峰電流，根據DPV峰電流變化率(1-1 )/1，由標準曲線擬合的線性方程可以計算出水樣中鉛離子濃度為327 ρΜο
【主權項】
1.一種探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法，其特征是:將探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液20~30分鐘，取出洗滌并在0.1 M的NaClO4電解質溶液中進行DPV測定，根據在0.1?0.6V范圍內掃描記錄的DPV峰電流信號的變化率來計算樣品中的鉛離子濃度;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20mM Tris-HCl溶液； 所述探針集成的功能核酸修飾電極由以下方法制備得到:將金納米粒子修飾電極置于加有I μΜ巰基修飾的17E DNAzyme的緩沖溶液中自組裝10?18小時;所述緩沖液是pH 7.5、含140 mM NaCl和5 mM KCl的20 mM Tris-HCl溶液;取出電極用所述緩沖溶液清洗，再將電極置入到加有ImM巰基己醇的上述緩沖溶液中鈍化1-3小時，用同樣的緩沖溶液清洗除去未組裝的巰基乙醇;最后將電極轉移到含有I μΜ的底物17DS溶液中組裝1?18小時;所述底物17DS的3’端修飾二茂鐵探針分子;再用上述緩沖溶液洗滌電極2-3次，得到探針集成的功能核酸修飾電極。2.根據權利要求1所述的探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法，其特征是:探針集成的功能核酸修飾電極浸入加有待測鉛離子的緩沖液25分鐘。3.根據權利要求1或2所述的探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法，其特征是:將金納米粒子修飾電極置于加有I μΜ巰基修飾的17Ε DNAzyme的緩沖溶液中自組裝12小時。4.根據權利要求1或2所述的探針集成的功能核酸修飾電極直接電化學檢測鉛離子方法，其特征是:最后將電極轉移到含有I μΜ的底物17DS溶液中組裝12小時。
【文檔編號】G01N27/48GK105891286SQ201610372050
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】洪華, 張愛平, 施筱迪, 王海天, 洪昱, 王紅衛, 王超穎, 申曉萍
【申請人】中華人民共和國南通出入境檢驗檢疫局