本发明专利技术公开了一种DNA纳米荧光开关装置用于汞离子的检测方法及检测试剂盒，通过利用核酸互补配对及核酸与待测离子间可以形成复合体的特性，设计出相应的分子开关，通过荧光强弱来确定反应体系中待测离子的浓度。该体系可检测到0.2nM的汞离子，线性范围为1nM到100nM，并且该体系具有很好的选择性，常见的其他离子对检测不产生影响。该试剂盒可多次重复使用，体系重置十次后，荧光信号仅下降5%。该纳米装置操作简单，经济便宜，可不断重置，在汞离子检测分析中具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境分析化学领域，涉及一种汞离子检测方法及检测试剂盒，特别涉及一种DNA纳米荧光开关装置用于汞离子的检测方法及检测试剂盒。
技术介绍
汞离子(Hg2+)对人体健康存在多种危害，能够在生物体内累积，可通过食物链转移至人体内，具有很强的致癌、致畸、致突变性。人体内的累积的微量Hg2+无法通过自身代谢进行排泄，将导致心脏、肝、神经系统病变，甚至引起癌变。因此，对Hg2+的高灵敏检测具有重要意义。传统的汞离子检测方法主要有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。然而这些技术通常需要复杂的操作与样品前处理过程以及昂贵的仪器，严重制约了这些检测方法的应用。已报道的一些生物传感器用于汞离子的检测往往需要涉及探针标记，或者固定洗涤过程，操作步骤麻烦，检测灵敏度不够。因此，开发一种操作简单、成本低廉、无需标记、无需分离洗涤的高灵敏汞离子检测方法和检测试剂盒具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于建立一种DNA纳米荧光开关装置用于汞离子的检测方法及检测试剂盒。本专利技术所采取的技术方案是: 一种基于DNA纳米荧光开关装置的离子检测试剂盒，用于检测汞离子或银离子，包括检测核酸序列、缓冲液，检测核酸序列由核酸序列A、B、C和D组成，其中: 核酸序列A由5’端到3’端依次为a区、连接区和b区，其两端分别修饰有荧光基团和对应的淬灭基团； 核酸序列B由5’端到3’端依次为a*区和c*区； 核酸序列C由5’端到3’端依次为d*区和b*区核酸序列D由5’端到3’端依次为c区、连接区和d区； 其中，a区和a*区的序列完全互补配对；b区和b*区的序列完全互补配对； 检测汞离子时，c区和c*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的T-T对；d区和d*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的T-T对；检测银离子时，c区和c*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的C-C对；d区和d*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的C-C对； 核酸序列A和D中的连接区相互独立。连接区的序列可以是随机序列，为避免产生T-Hg2+-T或C-Ag+-C复合体，连接区的序列中不含有4个连续的T (检测Hg2+时)或C (检测-Ag+时)。作为上述离子检测试剂盒的进一步改进，a、b区的碱基长度独立为12-24个，优选的，a、b区的碱基长度独立为16-20个，最佳为18个。作为上述离子检测试剂盒的进一步改进，c、d区的碱基长度独立为16-30个，优选的，c、d区的碱基长度独立为20-28个，最佳为24个。作为上述离子检测试剂盒的进一步改进，核酸序列A和D中连接区的碱基长度独立为3?6个，最佳为4?5个。作为上述离子检测试剂盒的进一步改进，缓冲液为不与待测离子反应沉淀的缓冲液，具体可以是Tris-醋酸缓冲液等。本领域技术人员可以根据需要自行配置。作为上述离子检测试剂盒的进一步改进，离子检测试剂盒还设有再生剂，再生剂为能与待测离子反应结合的试剂，其结合能力强于T-Hg2+-T或C-Ag+_C。作为上述离子检测试剂盒的进一步改进，用于汞离子检测试剂盒的再生剂选自半胱氨酸、EDTA、碘离子；用于银离子检测试剂盒的再生剂选自氯离子。本专利技术的有益效果是: 本专利技术的DNA纳米荧光开关装置可不断重复使用，实现对汞离子的检测，操作简单，成本低廉。完成汞离子检测后，只需加入半胱氨酸，即可对检测体系重置，实现循环使用。该装置具有很好的稳定性，多次检测信号稳定。【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Hg2+检测的结果图； 图3为特异性实验结果图； 图4为荧光纳米开关装置重置实验结果图。【具体实施方式】—种基于DNA纳米荧光开关装置的离子检测试剂盒，用于检测汞离子或银离子，包括检测核酸序列、缓冲液，检测核酸序列由核酸序列A、B、C和D组成，其中: 核酸序列A由5’端到3’端依次为a区、连接区和b区，其两端分别修饰有荧光基团和对应的淬灭基团； 核酸序列B由5’端到3’端依次为a*区和c*区； 核酸序列C由5’端到3’端依次为d*区和b*区核酸序列D由5’端到3’端依次为c区、连接区和d区； 其中，a区和a*区的序列完全互补配对；b区和b*区的序列完全互补配对； 检测汞离子时，c区和c*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的T-T对；d区和d*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的T-T对；检测银离子时，c区和c*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的C-C对；d区和d*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的C-C对； 核酸序列A和D中的连接区相互独立。连接区的序列可以是随机序列，为避免产生T-Hg2+-T或C-Ag+-C复合体，连接区的序列中不含有4个连续的T (检测Hg2+时)或C (检测-Ag+时)。a、b区的碱基长度独立为12-24个，优选的，a、b区的碱基长度独立为16_20个，最佳为18个。通过这样的选择，可以使得荧光基团和淬灭之间距有适当的距离，同时可以保证A、B、C形成的复合体具有较好的稳定。这个长度区间的核酸也比较容易合成。c、d区的碱基长度独立为16-30个，优选的，c、d区的碱基长度独立为20-28个，最佳为24个。这是因为过短难以通过杂交使A的荧光基团和淬灭基团靠近，难以形成开关装置；过长易产生非特异性，背景高，干扰检测。核酸序列A和D中连接区的碱基长度独立为3?6个，最佳为4?5个。这样可以保证序列具有较好的柔性，又可以保证不产生过大的张力。缓冲液为不与待测离子反应沉淀的缓冲液，具体可以是Tris-醋酸缓冲液等。本领域技术人员可以根据需要自行配置。所述离子检测试剂盒还设有再生剂，再生剂为能与待测离子反应结合的试剂，其结合能力强于T-Hg2+-T或C-Ag+-C。用于汞离子检测试剂盒的再生剂选自半胱氨酸、EDTA、碘离子；用于银离子检测试剂盒的再生剂选自氯离子。以汞离子的检测为例，本专利技术离子检测试剂盒的检测原理如图1所示，具体为: 将DNA核酸A、B、C在反应缓冲液中混匀，形成A-B-C混合物，A的两端分别标记荧光基团和淬灭基团。此时，荧光基团和淬灭基团分隔两端，距离较远，荧光基团可以发生较强的荧光； 加入DNA核酸D，D中的c区域与B中的c*区域互补(除了三对T碱基不互补);D中的d区域与C中的当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于DNA纳米荧光开关装置的离子检测试剂盒，用于检测汞离子或银离子，包括检测核酸序列、缓冲液，其特征在于：检测核酸序列由核酸序列A、B、C和D组成，其中：核酸序列A由5’端到3’端依次为a区、连接区和b区，其两端分别修饰有荧光基团和对应的淬灭基团；核酸序列B由5’端到3’端依次为a*区和c*区；核酸序列C由5’端到3’端依次为d*区和b*区核酸序列D由5’端到3’端依次为c区、连接区和d区；其中，a区和a*区的序列完全互补配对；b区和b*区的序列完全互补配对；检测汞离子时，c区和c*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的T‑T对；d区和d*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的T‑T对；检测银离子时，c区和c*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的C‑C对；d区和d*区的序列互补配对但存在至少3个不能配对的C‑C对；核酸序列A和D中的连接区相互独立。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊华，温俊林，庄莉，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
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