一种利用介孔硅可控释放体系与血糖仪检测汞离子的方法
【技术领域】
[0002] 本发明属于生物技术领域，涉及一种汞离子的检测方法，特别是涉及一种利用介 孔硅可控释放体系与血糖仪检测汞离子的方法。
【背景技术】
[0003] 近年来，现场检测由于其能及时反应检测信息而被广泛应用于医疗和环境的快速 实时检测。血糖仪作为最被广泛应用的实时检测装置之一，具有易于操作，低成本，数值可 信的特点。目前血糖仪仅被用于检测血糖，研究人员也在致力于研究基于血糖仪的非糖物 质的检测。多个小组利用转化酶（蔗糖转化酶，淀粉水解酶）作为信号转换器，开发出多 个基于血糖仪检测非糖物质（如核酸，生物分子等）的传感器平台，而酶的使用使测量过程 花费更多的时间用于样品分离和多步清洗，限制了该技术的推广应用。
[0004] 最近，另一种基于介孔硅可控葡萄糖释放体系实现血糖仪的非糖检测的信号转换 策略被成功开发。介孔硅纳米颗粒在可控释放载药体系领域极具研究价值，并且通过无机 纳米颗粒，有机生物大分子(核酸、蛋白等）和超分子组装系统固定到介孔硅表面，而实现对 介孔硅纳米负载药物能力和释放行为进行调控。最近研究表明，介孔硅纳米颗粒孔洞的侧 壁对葡萄糖分子有很强的吸附作用，这将导致孔洞内将富集高浓度的葡萄糖。
[0005]
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用介孔硅可控释放体系与血 糖仪检测汞离子的方法，该检测方法具有很高的灵敏度与特异性，而且操作简单、成本低 廉、检测快速，检测仪器可便携，适合对普通大众进行推广，无需专业培训即可实现对转录 因子的实时定量分析。
[0007] 本发明所述的一种利用介孔硅可控释放体系与血糖仪检测汞离子的方法，包括以 下步骤： (1) 介孔硅纳米颗粒(MSN)制备和表面氨基修饰，将修饰后介孔硅纳米颗粒与葡萄糖溶 液孵化后，用单链核酸将介孔硅的孔洞封闭； (2) 在汞离子存在下，加入辅助单链核酸，与所述单链核酸T-T错配形成双链核酸，所 述双链核酸一端为平末端，另一端为3'凸出末端，介孔硅上吸附的单链核酸从而脱落，介孔 硅的孔洞打开，葡萄糖得到释放； (3) 检测信号的放大，加入核酸外切酶III，酶反应从所述双链核酸平端的3' -5'的方向 降解所述单链核酸，辅助单链核酸游离，继续与介孔硅上吸附的单链核酸杂交，形成循环； (4) 取反应液离心后的上清液，用常规的血糖仪来检测葡萄糖含量，通过制备标准曲 线，读取样品中汞离子的含量。
[0008] 所述步骤（1)中单链核酸与氨基修饰的介孔纳米颗粒依靠静电吸附，所述单链核 酸带负电，所述氨基修饰的介孔纳米颗粒带正电。
[0009] 所述步骤（1)中单链核苷酸序列至少含有一个TT序列，所述单链核苷酸序列上设 有核酸外切酶III或Nicking核酸内切酶的酶切位点，当使用Nicking核酸内切酶时，所述酶 切位点位于形成双链是的末端。
[0010] 所述步骤（2)中的辅助单链核酸为与所述单链互补序列，将与所述单链核酸序列 IT互补的AA用IT替换。
[0011] 进一步的，所述单链核苷酸序列TT序列为至少两个连续T构成。
[0012] 进一步的，所述单链核苷酸序列含有一个TT序列。
[0013] 所述步骤（3)中检测信号的放大，所用酶可以是核酸外切酶III或Nicking核酸内 切酶中的一种。
[0014] 本发明的检测原理是：基于核酸杂交和汞离子与胸腺嘧啶（T)互补配对的特性， 拟设计了基于血糖仪的汞离子检测方法，并用核酸外切酶III扩大信号。用核酸将介孔硅的 孔洞封闭，在汞离子存在下，T-T错配的双链核酸形成，核酸外切酶III将从平端的3'- 5'的 方向降解一条核酸，剩余的单链会继续与介孔硅上吸附的核酸杂交，形成循环；从而不断的 将介孔硅的孔洞打开，葡萄糖得到释放，从而汞离子的浓度也可换算得到。
[0015] 血糖仪是一种专门用于葡萄糖检测的仪器，目前在市场上广泛存在，而且价格便 宜、体积小、操作简单、能够及时快速地提供定量的结果，是一种理想的分析检测工具。目前 的血糖仪只能用于葡萄糖的检测，由于血糖仪体积小和操作简单等特点，本发明实现了汞 离子的便携式定量检测，适合普通大众使用。
[0016] 本发明采用血糖仪作为检测仪器，其优点体现在：操作简单，通过血糖仪读数即可 直接获得汞离子的浓度；灵敏度高，对汞离子的检测限范围广，远高于EPA对饮用水中汞离 子要求的灵敏度；特异性强，其他物质对检测不产生影响；适用范围广。
[0017] 与现有技术相比，本发明所述的检测方法具有如下有益效果： (1)用血糖仪作为检测器，价格便宜，市场上直接购买，操作简单，适合普通大众使用。 检测迅速方便，结果数字化输出，适合现场实地检测。
[0018] (2)该传感器可便携式定量分析汞离子，通过血糖仪读数可直接获得汞离子的浓 度。
[0019] (3)本发明所述的血糖仪传感器用于汞离子的检测具有很高的灵敏度。例如，对汞 离子的检测限是O.lnM，高于EPA(United States Environmental Protection Agency)规 定的饮用水中汞离子的检测限10 nM。
[0020] (4)本发明对于汞离子的检测具有很高的特异性，检测结果不受其他物质的影响。
【附图说明】
[0021] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 图1为本发明所述的检测方法对于汞离子的检测原理示意图。
[0023] 图2为本发明用于不同浓度的汞离子的检测结果图。
[0024] 图3为本发明所述检测方法的特异性实验结果图。
【具体实施方式】
[0025] 实施例1 :利用本发明所述方法检测汞离子 本实施例的检测原理如图1所示，基于核酸杂交和汞离子与胸腺嘧啶（T)互补配对 的特性，拟设计了基于血糖仪的汞离子检测方法，并用核酸外切酶III扩大信号。用核酸将 介孔硅的孔洞封闭，在汞离子存在下，T-T错配的双链核酸形成，核酸外切酶III将从平端的 3' _5'的方向降解一条核酸，剩余的单链会继续与介孔硅上吸附的核酸杂交，形成循环；从 而不断的将介孔硅的孔洞打开，葡萄糖得到释放。汞离子的浓度与葡萄糖的浓度呈正比，所 以可以之间通过检测葡萄糖的含量来检测汞离子的含量。在下面的实施例2中，将绘制血 糖仪读数与转录因子浓度的标准曲线，以从葡萄糖含