本发明专利技术是一种镉离子可视检测方法。检测探针在体系中存在镉离子时，与镉离子结合，适体结构弯曲，金纳米粒子表面被覆盖，催化作用被抑制，四硝基苯酚难以褪色，体系长时间保持黄色；体系中不存在镉离子时，金纳米粒子催化作用得以发挥，四硝基苯酚快速褪色。与现有技术相比，本发明专利技术利用镉离子检测探针催化四硝基苯酚褪色，开发出一种高效、便捷的镉离子可视检测方法，无需大型仪器和专业操作，完全依靠颜色对镉离子定量检测，实现了真正意义上的目视比色，解决传统检测方法的成本高、操作复杂等问题。此外，各种重金属离子、细菌等微观物质都存在可特异结合的核酸适配体，以本方法为基础可搭建针对不同靶标的可视检测方法。可搭建针对不同靶标的可视检测方法。
【技术实现步骤摘要】
一种基于核酸适配体的镉离子可视检测方法
[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及一种基于核酸适配体的镉离子可视检测方法。
技术介绍
[0002]重金属污染物对人类健康存在着潜在危险，其中重金属镉是在地下水和地表水中发现的毒性最强的重金属之一，其可以通过食物链进入人体，并可以在包括肝脏、肾脏、胰腺等多个器官中累积，严重威胁生命健康。目前，镉离子检测方法有原子发射光谱法、质谱、电化学分析法等。但也存在着检测操作复杂，需大型仪器辅助，检测成本较高等问题。当前，建立一种简单、快速且价格低廉的检测方法至关重要。
[0003]可视检测可以通过比较、测量具有特殊理化性质的试剂经物理化学反应后颜色的变化过程，对检测结果实现肉眼直接判读。基于金纳米粒子(AuNPs)的比色检测已在多种靶标物质上实现，金纳米粒子具有独特的尺寸依赖性、良好的催化性质和高反应活性，可快速降解四硝基苯酚，在其表面修饰核酸适配体则可以准确识别靶标实现选择性检测。
[0004]核酸适配体是一种有特殊碱基序列的寡核苷酸分子，具有高的亲和力和特异性，并且易于合成和修饰。SELEX技术已筛选出以金属离子、小分子、氨基酸、辅酶等为靶标的适配体，因此，以本方法为基础可搭建针对不同靶标的可视检测方法。
技术实现思路
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本方法要解决的技术问题是利用核酸适配体技术开发一种镉离子可视检测方法。同时，SELEX技术可筛选出多种微观物质相应的核酸适配体，可根据需要设计出针对不同靶标的视觉检测体系，将其拓展到其它不同目标的检测。
[0007](二)技术方案
[0008]本专利技术的技术方案是：通过金纳米粒子与镉离子特异性适配体自组装合成检测探针，利用检测探针的催化作用实现对镉离子的定量检测。当体系中有镉离子存在时，核酸适配体与镉离子结合，适体卷曲并将AuNPs表面封闭，导致AuNPs的催化作用被抑制，体系长时间呈现黄色；当体系中没有镉离子存在时，核酸适配体在AuNPs表面舒展，四硝基苯酚可以转化为四氨基苯酚，颜色消失，体系由黄色褪为无色，镉离子越多，褪色时间越长，据此建立相应的比色卡，可直接了解待测水体中镉离子存在量，实现对镉离子的定量检测。
[0009](三)具体反应过程
[0010]本专利技术所述的基于核酸适配体的镉离子可视检测方法，包括以下步骤：
[0011]1.制备金纳米粒子：
[0012]将1mL质量分数为1％的HAuCl4溶液加入100mL二次水中加热搅拌至沸腾，快速加入2.5mL质量分数为1％的柠檬酸钠溶液，继续加热并持续搅拌，溶液最终为酒红色，将溶液冷却至室温后离心洗涤，除去上清液后再次加入100mL二次水。在制备的金纳米粒子的溶液
中，加入30mg二水合双(对
‑
磺酰苯基)苯基膦化二钾盐(BSPP)，放置16h后离心去除上清液，加入0.5
×
TBE缓冲液使金纳米粒子的最终浓度为23nmol/L。制备得到的16nm金纳米粒子溶液于4℃下储存。
[0013]2.制备单链ssDNA修饰的金纳米粒子：
[0014]使用如下碱基序列的巯基修饰ssDNA对金纳米粒子进行修饰，
[0015]所用ssDNA的序列如下：
[0016]5’
SH
‑
ACC GAC CGT GCT GGA CTC TGG ACT GTT GTG GTA TTA TTT TTG GTT GTG CAG TAT GAG CGA GCG TTG CG
‑3’
[0017]将AuNPs和ssDNA在磷酸缓冲液中混合均匀，室温下静置孵育16h进行自组装，离心除去未连接的ssDNA，取下层红色油状液体Au
‑
DNA加入的磷酸缓冲液中储存于4℃。
[0018]3.Au
‑
DNA与靶标镉离子的结合
[0019]在100μL Au
‑
DNA溶液里加入100μL不同浓度的镉离子标样，孵育20min。
[0020]4.构建镉离子可视检测体
[0021]在1400μL磷酸缓冲液(pH＝7)中加入400μL浓度为0.002mol/L的四硝基苯酚溶液、400μL浓度为0.3mol/L新配置的硼氢化钠溶液以及Au
‑
DNA与镉离子的混合液，观测每分钟反应体系的紫外吸收强度及褪色情况，记录完全褪色时间。
[0022]与目前现有技术相比，本专利技术的制备方法简单，操作容易，成本低；镉离子检测体系的目视检出限为5μmol/L，具有较好的灵敏度和选择性。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术的检测方法的原理示意图。
[0025]图2是16nm金纳米粒子的透射电子显微镜表征图。
[0026]图3是本专利技术对不同浓度镉离子检测的结果图。
[0027]图4是本专利技术对不同浓度镉离子检测的目视比色卡。
具体实施方式
[0028]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0029]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0030]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0031]下面结合具体实施例，对本专利技术的内容作更细致地阐述：
[0032]一种基于核酸适配体的镉离子可视检测方法，具体通过如下技术方案实现：利用
适配体与金纳米粒子的自组装(Au
‑
DNA)、镉离子的特异性识别，催化四硝基苯酚溶液由黄色褪为无色，实现实际样品中镉离子的快速、低成本、特异性检测，如图1所示。
[0033]实施例1：
[0034](1)合成粒径为16nm的金纳米粒子
[0035]选择氧化还原法制备金纳米粒子，将1mL质量分数为1％的HAuCl4溶液加入100mL二次水中加热搅拌至沸腾，快速加入2.5mL质量分数为1％的柠檬酸钠溶液，继续加热并持续搅拌30min，溶液最终为酒红色，将溶液冷却至室温后离心洗涤，除去上清液再次加入100mL二次水后，加入30mg二水合双(对
‑
磺酰苯基)苯基膦化二钾盐(BSPP)，放置16h后离心去除上清液，加入0.5
×
TBE缓冲液使金纳米粒子的最终浓度为23nmol/L。制备得到的金纳米粒子溶液于4℃下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于核酸适配体的镉离子可视检测方法，其特征在于，检测方法包括如下步骤：(1)金纳米粒子与镉离子适体自组装，制备检测探针(Au
‑
DNA)；(2)Au
‑
DNA与靶标镉离子的结合；(3)催化四硝基苯酚褪色，构建镉离子可视检测体系。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，镉离子检测探针由金纳米粒子，ssDNA两部分组成。金纳米粒子粒径为16nm，ssDNA的序列为5
′‑
SH
‑
ACC GAC CGT GCT GGA CTC TGG ACT GTT GTG GTA TTA TTT TTG GTT GTG CAG TAT GAG CGA ...
【专利技术属性】
技术研发人员：代昭，张春蓉，李楠，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：
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