一种铅离子可视化检测方法及检测试剂盒技术

本发明专利技术公开了一种铅离子可视化检测方法及检测试剂盒，试剂盒包括试纸条检测平台、缓冲体系、和核酸序列A、B、C、D。利用ABCD依次部分互补，以及A具有铅离子特异性识别元件的特性，用A-B杂合双链与铅离子识别，A与铅离子形成G四聚体结构，将A解离下来；进而利用置换出来的B链滴于试纸条的样品垫上进行检测，B通过继续与C的结合，形成检测区肉眼可见的条带。本发明专利技术无需使用传统的8-17DNAzyme，无需合成RNA及使用抗体；检测结果直接肉眼可见；操作简单，成本低廉，适于单位推广使用。本发明专利技术方法对铅的检测限为1nM，低于美国环境保护署规定饮用水中铅离子的最大允许量72nM。

【技术实现步骤摘要】
一种铅离子可视化检测方法及检测试剂盒
本专利技术属于环境分析化学领域，涉及一种铅离子检测方法及检测试剂盒。
技术介绍
铅离子对人体危害严重，是环境监测的重要指标。其主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调和肾损伤、生殖系统损伤等。美国环境保护署规定饮用水中铅离子的最大允许量不得超过72nM。目前，环境中痕量铅离子的常规检测方法主要有原子吸收法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电化学方法等。但是这些方法操作繁琐，需要麻烦的前处理、专门的分析技术人员以及昂贵的仪器，不利于现场快速分析检测。近年来，利用对铅离子敏感的核酸酶(8-17DNAzyme)作为识别元件来检测铅离子的方法备受关注(D.Mazumdar,J.Liu,G.Lu,J.ZhouandY.Lu,Chem.Commun.,2010,46,1416-1418)。但是潜在的缺点需要合成含有RNA的DNA来检测，稳定性差，成本较高。因此，迫切需要选择一种新型的铅离子识别元件，无需涉及RNA的合成。据报道，有一种DNA核酸能与铅离子特异识别（T.Li,S.DongandE.Wang,J.Am.Chem.Soc.,2010,132,13156-13157），该DNA序列与铅离子具有很强的亲和力，可折叠成G四聚体。如果将该核酸DNA作为铅离子识别元件，开发一种操作简单、成本低廉、可快速检测在环境中铅离子的可视化检测方法以及检测试剂盒具有重要意义。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于建立一种可视化铅离子检测方法及检测试剂盒。本专利技术所采取的技术方案是：一种铅离子可视化检测试剂盒，包括核酸序列、缓冲体系和试纸条检测平台，其核酸序列由核酸序列A、B、C、D组成；其中序列A：具有a区域和b区域，a和b区域共同构成铅离子特异性识别元件，与铅离子识别后可形成G四聚体结构；序列B：具有a*区域、c区域和b*区域，其中B的a*区域和b*区域分别与A的a区域和b区域互补，B的c区域位于a*区域和b*区域的中间，凸起，不与A互补；B的一端修饰有特异性亲和小分子物质；序列C：具有a区域和c*区域，其中C的a和c*区域分别与B的a*和c区域互补；C的一端用巯基修饰；序列D：具有a*区域和c区域；D的a*和c区域分别与C的a区域和c*区域互补。优选的，核酸序列B的c区域含有1-5个碱基。优选的，核酸序列B中所述的特异性亲和小分子物质包括生物素、地高辛、Cy3。优选的，试纸条检测平台的检测区固定的是能与小分子物质结合的配体或抗体；质控区固定的是核酸序列D。优选的，缓冲体系不与铅离子反应生成沉淀。一种铅离子可视化检测试剂盒，包括核酸序列、缓冲体系和试纸条检测平台，其核酸序列由核酸序列A、B、C、D组成；其中核酸序列A：5'-GGGTGGGT（a）GGGTGGGT（b）-3'（SEQIDNO：1）；核酸序列B：5'-biotin-AAAAAA-ACCCACCC（b*）TAT（c）ACCCACCC（a*）-3'（SEQIDNO：2）；核酸序列C：5'-SH-AAAAAA-GGGTGGGT（a）ATA（c*）-3'（SEQIDNO：3）；核酸序列D：5'-biotin-AAAAAA-TAT（c）ACCCACCC（a*）-3'（SEQIDNO：4）。优选的，核酸序列C固定在金纳米颗粒上，并喷射在试纸条检测平台的金标垫上。优选的，试纸条检测平台的检测区固定的是链霉亲和素；质控区固定的是链霉亲和素-生物素-核酸D。优选的，缓冲体系是10mMTris-Ac缓冲液，pH=8.0。一种铅离子可视化检测方法，利用上述所述任一项的试剂盒来进行铅离子检测。本专利技术的有益效果是：（1）铅离子识别元件是普通的DNA序列，无需使用传统的8-17DNAzyme，无需涉及到合成RNA，也无需使用抗体。（2）检测结果直接肉眼可见，无需检测仪器即可获得使用数据。（3）操作简单，成本低廉，适于单位推广使用。（4）本专利技术方法对铅的检测限为1nM，低于美国环境保护署规定饮用水中铅离子的最大允许量72nM，检测灵敏度高，选择性好。附图说明图1为本专利技术所述的检测方法的原理图；图2为对不同浓度的Pb2+检测的结果图；图3为特异性实验结果图。具体实施方式一种铅离子可视化检测试剂盒，包括核酸序列、缓冲体系和试纸条检测平台，其核酸序列由核酸序列A、B、C、D组成；其中序列A：具有a区域和b区域，a和b区域共同构成铅离子特异性识别元件，与铅离子识别后可形成G四聚体结构；序列B：具有a*区域、c区域和b*区域，其中B的a*区域和b*区域分别与A的a区域和b区域互补，B的c区域位于a*区域和b*区域的中间，凸起，不与A互补；B的一端修饰有特异性亲和小分子物质；序列C：具有a区域和c*区域，其中C的a和c*区域分别与B的a*和c区域互补；C的一端用巯基修饰；序列D：具有a*区域和c区域；D的a*和c区域分别与C的a区域和c*区域互补。优选的，核酸序列B的c区域含有1-5个碱基。更优选的，核酸序列B的c区域含有3个碱基。优选的，核酸序列B中所述的特异性亲和小分子物质包括生物素、地高辛、Cy3。优选的，核酸序列B通过连接臂与特异性亲和小分子连接，序列C通过连接臂与巯基连接。优选的，连接臂为多个A的碱基序列，其碱基数为3-12个。更优选的，连接臂为6个A的碱基序列。优选的，试纸条检测平台的检测区固定的是能与小分子物质结合的配体或抗体；质控区固定的是核酸序列D。优选的，质控区固定核酸序列D的方法为将核酸序列D喷射在试纸条的质控区后在紫外线下交联5分钟；或者将核酸序列D的一端用生物素修饰，质控区利用链霉亲和素将生物素修饰的核酸D固定。优选的，缓冲体系不与铅离子反应生成沉淀。一种铅离子可视化检测试剂盒，包括核酸序列、缓冲体系和试纸条检测平台，其核酸序列由核酸序列A、B、C、D组成；其中核酸序列A：5'-GGGTGGGT（a）GGGTGGGT（b）-3'（SEQIDNO：1）；核酸序列B：5'-biotin-AAAAAA-ACCCACCC（b*）TAT（c）ACCCACCC（a*）-3'（SEQIDNO：2）；核酸序列C：5'-SH-AAAAAA-GGGTGGGT（a）ATA（c*）-3'（SEQIDNO：3）；核酸序列D：5'-biotin-AAAAAA-TAT（c）ACCCACCC（a*）-3'（SEQIDNO：4）。优选的，核酸序列C固定在金纳米颗粒上，并喷射在试纸条检测平台的金标垫上。优选的，试纸条检测平台的检测区固定的是链霉亲和素；质控区固定的是链霉亲和素-生物素-核酸D。优选的，质控区固定核酸序列D的方法为将核酸序列D喷射在试纸条的质控区后在紫外线下交联5分钟；或者将核酸序列D的一端用生物素修饰，质控区利用链霉亲和素将生物素修饰的核酸D固定。优选的，缓冲体系是10mMTris-Ac缓冲液，pH=8.0。一种铅离子可视化检测方法，利用上述任一项的试剂盒来进行铅离子检测。下面结合附图(见图1)，进一步说明本专利技术的检测原理：一种铅离子可视化检测方法，包括以下步骤：（图1所示）（1）核酸A与铅离子（Pb2+）具有高亲和力，能形成G四聚体。A先与B杂交，B的一端修饰生物素（biotin）。当有Pb2+存在时，A与Pb2+识别并相互作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅离子可视化检测试剂盒，包括核酸序列、缓冲体系和试纸条检测平台，其特征在于：核酸序列由核酸序列A、B、C、D组成；其中序列A：具有a 区域和 b 区域，a 和b 区域共同构成铅离子特异性识别元件，与铅离子识别后可形成 G 四聚体结构；序列B：具有a*区域、c 区域和b*区域，其中B的 a*区域和 b*区域分别与A 的a区域和b区域互补，B的c区域位于a*区域和b*区域的中间，凸起，不与A互补；B的一端修饰有特异性亲和小分子物质；序列C：具有a区域和c*区域，其中C 的a和c*区域分别与B的a*和c区域互补；C的一端用巯基修饰；序列D：具有a*区域和c区域；D 的 a*和 c 区域分别与 C 的a 区域和 c*区域互补。

【技术特征摘要】
1.一种铅离子可视化检测试剂盒，包括核酸序列、缓冲体系和试纸条检测平台，其特征在于：核酸序列由核酸序列A、B、C、D组成；其中序列A：具有a区域和b区域，a和b区域共同构成铅离子特异性识别元件，与铅离子识别后可形成G四聚体结构；序列B：具有a*区域、c区域和b*区域，其中B的a*区域和b*区域分别与A的a区域和b区域互补，B的c区域位于a*区域和b*区域的中间，凸起，不与A互补；B的一端修饰有特异性亲和小分子物质；序列C：具有a区域和c*区域，其中C的a和c*区域分别与B的a*和c区域互补；C的一端用巯基修饰；序列D：具有a*区域和c区域；D的a*和c区域分别与C的a区域和c*区域互补。2.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征在于：核酸序列B的c区域含有1-5个碱基。3.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征在于：核酸序列B中所述的特异性亲和小分子物质包括生物素、地高辛、Cy3。4.根据权利要求1所述的试剂盒，其特征在于：试纸条检测平台的检测区固定的是能与特异性亲和小分子物质结合的配体或抗体；质控区固定的是核酸序列D。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊华，周顺桂，
申请(专利权)人：广东省生态环境与土壤研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44