CN109799197A

CN109799197A - 菁染料在检测铅离子中的用途、铅离子检测试剂盒及方法

Info

Publication number: CN109799197A
Application number: CN201711145632.7A
Authority: CN
Inventors: 沈刚; 唐亚林; 张虹; 吴雨航
Original assignee: Institute of Chemistry CAS
Current assignee: Institute of Chemistry CAS
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2019-05-24
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: CN109799197B

Abstract

本发明提出了菁染料在检测铅离子浓度中的用途、铅离子检测试剂盒及方法。该方法包括：(1)将样本与菁染料、核酸适体混合；(2)将步骤(1)中所得到的混合物进行波谱检测；(3)基于波谱检测的结果，确定所述样本中是否存在铅离子及铅离子浓度。该检测专属性强和灵敏度高，对铅离子的检测限为200nM。

Description

菁染料在检测铅离子中的用途、铅离子检测试剂盒及方法

技术领域

本发明涉及检测领域，具体的，本发明涉及菁染料在检测铅离子中的用途、铅离子检测试剂盒及方法。

背景技术

铅是一种毒性很强的金属污染物，对人体危害严重，几乎对身体各***都有影响，尤其是对儿童的影响更大。其主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调和肾损伤、生殖***损伤等，血液中铅含量达100mg L^-1即可引起神经***、生殖，心血管和发育障碍等等一系列问题。美国环境保护署规定饮用水中铅离子的最大允许量为72nM。目前环境中痕量铅离子的常规检查主要有原子吸收法、荧光光谱法、电感耦合等；离子体发射光谱法、电化学方法等。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。

因而，对于铅离子的检测仍有待开发和改进。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

发明人发现，核酸适体(TBA)在钾/钠离子缓冲体系条件下，以G-四链体形式存在，该G-四链体能诱导菁染料形成J-聚体，产生J-聚体信号，而铅离子能与核酸适体(TBA)形成更稳定的TBA G-四链体，从而使得J-聚体解聚，J-聚体信号丧失，根据检测J-聚体的信号变化可以检测出铅离子的浓度。基于上述问题的发现，发明人提出了菁染料在定量检测铅离子中的用途，并提出了菁染料用于制备检测铅离子浓度的试剂盒，以及提出了检测样本中铅离子浓度的方法。上述检测灵敏度高、专属性高，试剂易得，检测快捷、无需特殊仪器，检测成本低廉，便于行业内推广应用。

在本发明的第一方面，本发明提出了菁染料在检测铅离子浓度中的用途。根据本发明的实施例，所述用途为菁染料在检测铅离子浓度中的用途。发明人发现，通过铅离子能使得菁染料形成的J-聚集体解聚，通过检测J-聚集体的信号变化来反应铅离子的浓度。根据本发明的实施例，对铅离子浓度的检测限达到了200nmol/L，且试剂易得，检测快捷、无需特殊仪器，检测成本低廉，便于行业内推广应用。

根据本发明的实施例，上述菁染料在检测铅离子浓度中的用途还可以进一步包括下列附加技术特征至少之一：

根据本发明的实施例，所述用途进一步包括核酸适体。发明人发现，核酸适体(TBA)在钾/钠离子缓冲体系条件下，以G-四链体形式存在，可进一步诱导菁染料形成J-聚集体，产生J-聚集体信号，当加入铅离子时，铅离子与核酸适体(TBA)结合形成更稳定的TBAG-四链体，同时使J-聚集体逐步解聚，进而通过检测J-聚集体信号变化可更高灵敏度和更高专属性地检测样本中的铅离子。

根据本发明的实施例，所述菁染料为式I所示的化合物，

式I

其中：R₁为C_1～6烷基、任选被烷基取代的苯基，R₂、R₃、R₄和R₅分别独立地选自H或C₁～₆的烷基，或者R₂和R₃与它们所连接的碳原子一起形成5元至7元的环结构，或者R₄和R₅与它们所连接的碳原子一起形成5元至7元的环结构，R₆和R₇分别独立地为任选被磺酸基取代的C₁～₆烷基，X₁和X₂分别独立地选自C、O、S、Se或Te；Y为反离子，所述反离子是基于R₆和R₇所带电荷而选择的。根据本发明的实施例，上述菁染料可更有效用于检测铅离子浓度，对铅离子浓度的检测更具有专属性，对铅离子浓度的检测灵敏度进一步提高。

根据本发明的实施例，所述C₁-C₆的烷基选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、正己基或异己基。

根据本发明的实施例，当R₆和R₇为烷基时，Y为卤素阴离子；当R₆和R₇至少之一携带磺酸根，不含Y；当R₆和R₇均携带磺酸根时，Y为三乙胺阳离子。

根据本发明的实施例，所述菁染料为选自下列的式II、式III所示化合物的至少之一：

式II，

式III。

发明人发现，式II、式III所示化合物的菁染料可更有效用于检测铅离子浓度，对铅离子浓度的检测更具有专属性，对铅离子浓度的检测灵敏度也进一步提高。

根据本发明的实施例，所述菁染料与所述核酸适体的摩尔比是1:(0.05～0.1)。发明人通过大量的研究实验发现，当菁染料与核酸适体的摩尔比不在1:(0.05～0.1)的范围内，无J-聚集体信号产生。

根据本发明的实施例，所述核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

GGTTGGTGTGGTTGG(SEQ ID NO：1)。

发明人发现，上述核酸适体(TBA)在钾/钠离子缓冲体系条件下，以G-四链体形式存在，可进一步诱导菁染料形成J-聚集体，产生J-聚集体信号，当加入铅离子时，铅离子与核酸适体(TBA)结合形成更稳定的TBA G-四链体，同时使J-聚集体逐步解聚，进而通过检测J-聚集体信号变化可更高灵敏度和更高专属性地检测样本中的铅离子。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种菁染料在制备试剂盒中的用途，所述试剂盒用于检测铅离子浓度。根据本发明实施例的试剂盒对于铅离子的检测灵敏度高、专属性强，且试剂易得，检测快捷、无需特殊仪器，检测成本低廉，便于行业内推广应用。

根据本发明的实施例，上述用途还可以进一步包括下列附加技术特征至少之一：

根据本发明的实施例，所述试剂盒进一步包括核酸适体。发明人发现，核酸适体(TBA)在钾/钠离子缓冲体系条件下，以G-四链体形式存在，可进一步诱导菁染料形成J-聚集体，产生J-聚集体信号，当加入铅离子时，铅离子与核酸适体(TBA)结合形成更稳定的TBAG-四链体，同时使J-聚集体逐步解聚，进而通过检测J-聚集体信号变化可更高灵敏度和更高专属性地检测样本中的铅离子。

根据本发明的实施例，所述菁染料为式I所示的化合物，

式I

式II，

式III。

发明人发现，试剂盒中的菁染料为式II或式III所示化合物，试剂盒可更有效用于铅离子浓度的检测，检测灵敏度更高、专属性进一步增强。

根据本发明的实施例，所述试剂盒进一步包括缓冲液。

根据本发明的实施例，所述缓冲液为Tris-HCl-145mM Na⁺-5mM K⁺。发明人发现，上述缓冲液可最大限度地保持核酸适体的生物活性，从而，铅离子可有效诱导菁染料J-聚集体解聚，引起J-聚集体信号变化。因此，所述缓冲液使得所述试剂盒用于检测铅离子浓度，其专属性和灵敏度进一步提高。

根据本发明的实施例，所述缓冲液的pH值为5.0～8.2。发明人发现，上述pH可最大限度地保持核酸适体的生物活性，从而，铅离子可有效诱导菁染料J-聚集体解聚，引起J-聚集体信号变化。因此，所述pH的缓冲液使得所述试剂盒用于检测铅离子浓度，其专属性和灵敏度进一步提高。

在本发明的第三方面，本发明提出了一种检测样本中铅离子的方法，其特征在于，包括：(1)将样本与菁染料、核酸适体混合；(2)将步骤(1)中所得到的混合物进行波谱检测；(3)基于所述波谱检测的结果，确定所述样本中是否存在铅离子及铅离子浓度。根据本发明的实施例的方法对于铅离子的检测具有专属性强和灵敏度高的特点，且试剂易得，检测快捷、无需特殊仪器，检测成本低廉，便于行业内推广应用。

根据本发明的实施例，上述方法还可以进一步包括下列附加技术特征至少之一：

根据本发明的实施例，所述波谱检测包括选自圆二色谱法、紫外光谱法、荧光光谱法的至少之一。发明人发现，通过上述方法检测J-聚集体的信号，灵敏度高，能特异性地检测出铅离子。

根据本发明的实施例，所述波谱检测为圆二色谱检测。发明人发现，圆二色谱对于检测J-聚集体的信号，灵敏度更高，能特异性地检测出铅离子。

根据本发明的实施例，所述圆二色谱法的波长范围是200nm～700nm。发明人发现，进行圆二色谱法检测时，采用200nm～700nm的波长，可以实现对样品中铅离子的更高专属性和更高灵敏性的检测。

根据本发明的实施例，在步骤(3)中，所述圆二色谱法检测结果中存在650nm峰是所述样本中存在铅离子的指示。发明人惊奇地发现，当铅离子与菁染料、核酸适体混合后，对所述混合物进行圆二色谱法检测，可在650nm处出现特异性峰，因此，待测样品在圆二色谱法检测结果中存在650nm峰是样本中是否存在铅离子的指示。

根据本发明的实施例，基于所述650nm峰的面积，确定所述样本中铅离子的浓度。发明人发现，特异性峰650nm峰的面积与样本中铅离子的含量对应。

根据本发明的实施例，通过将所述650nm峰的面积与标准曲线进行比较，确定所述样本中铅离子的量。发明人发现，通过将所述650nm峰的面积与标准曲线进行比较，可更加准确确定所述样本中铅离子的含量。

根据本发明的实施例，所述标准曲线是利用多个含有已知量铅离子的样本进行平行实验确定的。需要说明的是，平行实验是指在检测条件完全一致的情况下进行的实验。发明人发现，利用多个含有已知铅离子浓度的样本进行平行实验，实验条件与本发明所述提出的检测铅离子的方法条件完全一致，从而绘制峰面积-铅离子浓度标准曲线，进而利用将所述650nm峰的面积与标准曲线进行比较，可更加准确确定所述样本中铅离子含量。

根据本发明的实施例，所述样本的pH是5.0～8.2。发明人发现，pH为5.0～8.2的Tris-HCl-145mM Na⁺-5mM K⁺缓冲体系使检测铅离子的方法的灵敏度和专属性进一步提高。

根据本发明的实施例，所述样本中铅离子的含量为至少200nM。发明人发现，当样本中铅离子的含量至少为200nM时，检测更加精准、灵敏。根据本发明的实施例的方法，最低检测限为200nM。

根据本发明的实施例，所述菁染料为式I所示的化合物，

式I

式II，

式III。

发明人发现，采用的菁染料为式II或式III所示化合物，该方法对铅离子浓度的检测灵敏度更高、专属性进一步增强。

根据本发明的实施例，所述菁染料与所述核酸适体的摩尔比是1:(0.05～0.1)。发明人发现，当菁染料与核酸适体的摩尔比为1:(0.05～0.1)，所得圆二色谱检测峰图在650nm处出现特征峰，如果菁染料与核酸适体的摩尔比不在1:(0.05～0.1)范围内，则圆二色谱检测峰图不出现650nm的特征峰。根据本发明实施例的方法能够更高专属性和更高灵敏度地检测样品中的铅离子。

根据本发明的实施例，所述核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。发明人发现，含有铅离子的样品与菁染料、具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的核酸适体混合后，铅离子使核酸适体形成G-四链体结构，G-四链体进一步诱导菁染料形成J-聚集体，产生J-聚集体信号，进而通过检测J-聚集体信号可以确定样品中的铅离子含量。根据本发明实施例的检测方法专属性强、灵敏度高进一步提高。

根据本发明的实施例，所述菁染料的浓度是4～16微摩尔/升。发明人发现，当菁染料的浓度是4～16微摩尔/升，所得圆二色谱检测峰图在650nm处出现特征峰。根据本发明实施例的方法可实现对样品中铅离子的高专属性和高灵敏性的检测。

根据本发明的实施例，所述菁染料的浓度为12微摩尔/升。发明人发现，当菁染料的浓度为12微摩尔/升时，圆二色谱检测峰图在650nm处的峰值最高。根据本发明实施例的方法可实现对样品中铅离子的更高专属性和更高灵敏性的检测。

根据本发明的实施例，所述核酸适体的浓度为0.6～2微摩尔/升。发明人发现，当核酸适体的浓度是0.6～2微摩尔/升，所得圆二色谱检测峰图在650nm处出现特征峰。根据本发明实施例的方法对于样品中铅离子的检测具有高专属性和高灵敏性。

根据本发明的实施例，所述核酸适体的浓度为1微摩尔/升。发明人发现，当核酸适体的浓度为1微摩尔/升时，圆二色谱检测峰图在650nm处的峰值最高。根据本发明实施例的方法对于样品中铅离子的检测具有更高的专属性和更高的灵敏性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的专属性实验结果统计图；

图2是根据本发明实施例的检测限实验圆二色谱检测图谱；

图3是根据本发明实施例的核酸适体浓度筛选实验的圆二色谱检测图谱；

图4是根据本发明实施例的菁染料浓度筛选实验的圆二色谱检测图谱；

图5是根据本发明实施例的菁染料与核酸适体的浓度比例范围筛选实验的圆二色谱检测图谱；

图6a是根据本发明实施例的铅离子检测范围实验圆二色谱检测图谱；以及

图6b是根据本发明实施例的铅离子线性关系实验圆二色谱检测图谱。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在以下实施例中，为保证检测结果的稳定性和一致性，样品储存及检测温度均为4摄氏度。

实施例1专属性实验

在本实施例中所使用的菁染料具有式II所示的结构，核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列，浓度均为1微摩尔。

本实施例对8种不同金属离子(Li⁺、NH₄ ⁺、Ca²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Cd²⁺、Fe³⁺)进行专属性考察，

每种金属离子配制3个不同浓度的样本进行验证，各样本核酸适体的浓度为浓度均为1微摩尔/升，菁染料的甲醇溶液浓度为12微摩尔/升。

实验步骤如下：

1)10mM的Tris-HCl-5mM K⁺-145mM Na⁺缓冲溶液溶解无机盐(LiCl、NH₄Cl、CaCl₂、CuCl₂、ZnCl₂、MgCl₂、CdCl₂、FeCl₃)，得到对应金属离子浓度均为10微摩尔/升的母液，分别准确量取各金属离子母液50、100、200微升作为待测样本；

2)向上述3份各金属离子待测样本中分别加入20微摩尔/升的核酸适体溶液50微升；再依次向上述3份样本中加入200微摩尔/升的菁染料的甲醇溶液60微升；

3)分别补加Tris-HCl-5mM K⁺-145mM Na⁺缓冲溶液840微升、790微升、690微升，制得总体积相同、核酸适体和菁染料浓度相同、金属离子(Li⁺、NH₄ ⁺、Ca²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Cd²⁺、Fe³⁺)浓度不同的待测样本3份；

4)圆二色谱法检测待测溶液，波长选择200-700nm，圆二色谱仪对上述待测样品进行分析，样本储存及所有操作都在4摄氏度下进行；

5)结果分析：以圆二色谱的吸收为纵坐标，以圆二色谱的波长为横坐标，制得图1。

结果如图1所示，金属离子(Li⁺、NH₄ ⁺、Ca²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Cd²⁺、Fe³⁺)浓度为500、1000、2000纳摩尔/升，检测体系中未出现或出现较低的菁染料J-聚集体特征峰信号(650nm)。

由图1可以看出，本发明提出的方法可特异性检测铅离子，具有很强的专属性。

实施例2检测限实验

本实施例中，发明人所用的菁染料具有式II所示的结构。

核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

本实施例对6个不同浓度的铅离子样本进行验证，各样本铅离子浓度分别为：0、10、100、200、500、1000纳摩尔。

实验步骤如下：

1)Tris-HCl-5mM K⁺-145mM Na⁺缓冲溶液溶解PbCl₂，得到浓度为10μM的PbCl₂溶液待用，6个样品瓶中分别加入10μM的PbCl₂溶液待用0、1、10、20、50、100微升；

2)向上述6份PbCl₂待测样本中分别加入100微摩尔/升的核酸适体10微升、200微摩尔/升的菁染料的甲醇溶液60微升；

3)分别补加Tris-HCl-5mM K⁺-145mM Na⁺缓冲溶930、929、920、910、880、830微升，制得总体积相同、核酸适体和菁染料浓度相同、铅离子浓度不同的待测样本6份；

4)圆二色谱仪对上述待测样品进行分析，一切操作都在4摄氏度下进行。圆二色谱波长范围为200～700nm。

5)以圆二色谱的吸收为纵坐标，以圆二色谱的波长为横坐标，制得图2。

由图2可以得出，本发明提出的检测样品中铅离子的方法的检测限为200钠摩尔。

实施例3核酸适体浓度筛选

在本实施例中所使用的菁染料具有式II所示的结构，核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列，铅离子浓度均为500nM；

本实施例对10个不同浓度的核酸适体样本进行验证，各样本核酸适体的浓度为：0、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0微摩尔/升。

实验步骤如下：

1)Tris-HCl-5mM K⁺-145mM Na⁺缓冲溶液稀释Pb(NO₃)₂母液，得到浓度为5μM的Pb²⁺待测溶液备用，10个样品瓶中分别加入Pb²⁺待测溶液100微升；

2)向上述10份Pb(NO₃)₂待测样本中分别加入浓度为100微摩尔/升的核酸适体溶液，体积分别为0、4、6、8、10、12、14、16、18、20微升；再依次向上述10份样本中加入浓度为200微摩尔/升的菁染料甲醇溶液60微升；

3)分别补加Tris-HCl-5mM K⁺-145mM Na⁺缓冲溶液840、836、834、832、830、828、826、824、822、820微升，制得总体积相同、铅离子和菁染料浓度相同、核酸适体浓度不同的待测样本10份；

4)圆二色谱法检测待测溶液，波长选择200-700nm，圆二色谱仪对上述待测样品进行分析，一切操作都在4摄氏度下进行；

5)结果分析：以圆二色谱的吸收为纵坐标，以圆二色谱的波长为横坐标，制得图3。

由图3可以看出，核酸适体浓度在0.6～2微摩尔/升时，检测体系中出现J-聚集体特征峰信号(650nm)，核酸适体浓度为1微摩尔/升时，圆二色谱信号(CD)强度最强，以此确定最佳的核酸适体浓度为1微摩尔/升。

实施例4菁染料浓度筛选

本实施例对9个不同浓度的菁染料(甲醇溶液)样本进行验证，各样本菁染料的浓度为：0、1、2、4、8、10、12、16、20微摩尔/升。

实验步骤如下：

2)向上述9份Pb²⁺待测样本中分别加入100微摩尔/升的核酸适体溶液10微升；再依次向上述9份样本中加入200微摩尔/升的菁染料的甲醇溶液0、5、10、20、40、50、60、80、100微升；

3)分别补加Tris-HCl缓冲溶液890、885、880、870、850、840、830、810、790微升，制得总体积相同、核酸适体和铅离子浓度相同、菁染料浓度不同的待测样本9份；

4)圆二色谱法检测待测溶液，波长选择200-700nm，园二色谱仪对上述待测样品进行分析，一切操作都在4摄氏度下进行；

5)结果分析：以圆二色谱的吸收为纵坐标，以圆二色谱的波长为横坐标，制得图4。

由图4可以看出，菁染料浓度在4～16微摩尔/升时，检测体系中出现J-聚集体特征峰信号(650nm)，菁染料浓度为12微摩尔/升时，圆二色谱(JASCO J-815)信号(CD)强度最强，以此确定最佳的菁染料浓度为12微摩尔/升。

实施例5菁染料与核酸适体的浓度比例范围筛选

在本实施例中所使用的菁染料具有式II所示的结构，核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列，铅离子浓度均为500nM，菁染料(甲醇溶液)的浓度均为12微摩尔/升。

本实施例对10个不同浓度比例的(菁染料/核酸适体)样本进行验证，各样本核酸适体的浓度为：0、0.4、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0微摩尔/升。

实验步骤如下：

2)向上述10份Pb²⁺待测样本中分别加入200微摩尔/升的菁染料的甲醇溶液60微升；再依次向上述10份样本中加入100微摩尔/升的核酸适体溶液0、4、6、8、10、12、14、16、18、20微升；

3)分别补加Tris-HCl-5mM K⁺-145mM Na⁺缓冲溶液840、836、834、832、830、828、826、824、822、820微升，制得总体积相同、菁染料和铅离子浓度相同、核酸适体浓度不同的待测样本10份；

5)结果分析：以圆二色谱的吸收为纵坐标，以圆二色谱的波长为横坐标，制得图5。

由图5可以看出，菁染料与核酸适体的浓度比例范围为12μM:(0.6-2.0)μM(1:(0.05～0.1))，比例不在此范围，无J-聚集体信号。

实施例6检测范围及线性关系实验

本实施例中，发明人所用的菁染料具有式II所示的结构。

核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

本实施例对10个不同浓度的铅离子样本进行验证，各样本铅离子浓度分别为：0、50、100、200、500、1000、1500、2000、3000、5000nM。

实验步骤如下：

1)Tris-HCl-5mM K⁺-145mM Na⁺缓冲溶液稀释Pb(NO₃)₂母液，得到浓度为10μM的Pb² ⁺待测溶液备用，10个样品瓶中分别加入Pb²⁺待测溶液0、5、10、20、50、100、150、200、300、500微升；

5)向上述9份Pb²⁺待测样本中分别加入100微摩尔/升的核酸适体10微升、200微摩尔/升的菁染料的甲醇溶液60微升；

6)分别补加Tris-HCl缓冲溶930、925、920、910、880、830、780、730、630、430微升，制得总体积相同、核酸适体和菁染料浓度相同、铅离子浓度不同的待测样本9份；

7)圆二色谱仪对上述待测样品进行分析，一切操作都在4摄氏度下进行。圆二色谱波长范围为200～700nm。

5)以圆二色谱的吸收为纵坐标，以圆二色谱的波长为横坐标，制得图6a和图6b。

由图6a和图6b可以得出，本发明提出的检测铅离子的方法的线性范围为200-2000纳摩尔。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

SEQUENCE LISTING

<110> 中国科学院化学研究所

<120> 菁染料在检测铅离子中的用途、铅离子检测试剂盒及方法

<130> PIDC3175169

<160> 1

<170> PatentIn version 3.3

<210> 1

<211> 15

<212> DNA

<213> Artificial

<220>

<223> 核酸适体的核苷酸序列

<400> 1

ggttggtgtg gttgg 15

Claims

1.菁染料在检测铅离子浓度中的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，进一步包括核酸适体。

3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述菁染料为具有式I所示的结构的化合物，

其中，R₁为C_1～6烷基或任选被烷基取代的苯基；

R₂、R₃、R₄和R₅分别独立地选自H或C₁～₆的烷基，或者R₂和R₃与它们所连接的碳原子一起形成5元至7元的环结构，或者R₄和R₅与它们所连接的碳原子一起形成5元至7元的环结构；

R₆和R₇分别独立地为任选被磺酸基取代的C₁～₆烷基；

X₁和X₂分别独立地选自C、O、S、Se或Te；

Y为反离子，所述反离子是基于R₆和R₇所带电荷而选择的，

任选地，当R₆和R₇为烷基时，Y为卤素阴离子；

当R₆和R₇的至少之一携带磺酸根，不含Y；

当R₆和R₇均携带磺酸根时，Y为三乙胺阳离子；

任选地，所述菁染料为选自下列的式II、式III所示化合物的至少之一：

4.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述菁染料与所述核酸适体的摩尔比是1:(0.05～0.1)，

任选地，所述核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

5.菁染料在制备试剂盒中的用途，所述试剂盒用于检测铅离子浓度。

6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述试剂盒进一步包括核酸适体，

任选地，所述核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

7.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述菁染料为式I所示的化合物，

其中，R₁为C_1～6烷基或任选被烷基取代的苯基；

R₆和R₇分别独立地为任选被磺酸基取代的C₁～₆烷基；

X₁和X₂分别独立地选自C、O、S、Se或Te；

Y为反离子，所述反离子是基于R₆和R₇所带电荷而选择的，

任选地，当R₆和R₇为烷基时，Y为卤素阴离子；

当R₆和R₇之一携带磺酸根，不含Y；

当R₆和R₇均携带磺酸根时，Y为三乙胺阳离子；

任选地，所述试剂盒进一步包括缓冲液，

任选地，所述缓冲液为Tris-HCl，

任选地，所述缓冲液的pH值为5.0～8.2。

8.一种检测样本中铅离子浓度的方法，其特征在于，包括：

(1)将样本与菁染料、核酸适体混合；

(2)将步骤(1)中所得到的混合物进行波谱检测；

(3)基于波谱检测的结果，确定所述样本中是否存在铅离子及铅离子浓度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述波谱检测包括选自圆二色谱法、紫外光谱法、荧光光谱法的至少之一，

优选地，所述波谱检测为圆二色谱检测，

任选地，所述圆二色谱法的波长范围是200nm～700nm。

任选地，在步骤(3)中，所述圆二色谱法检测结果中存在650nm峰是所述样本中存在铅离子的指示，

优选地，基于所述650nm峰的面积，确定所述样本中铅离子的浓度，

任选地，通过将所述650nm峰的面积与标准曲线进行比较，确定所述样本中铅离子的量，

任选地，所述标准曲线是利用多个含有已知量铅离子的样本进行平行实验确定的。

任选地，所述样本的pH是5.0～8.2，

优选地，所述样本中铅离子的浓度至少为200nM。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述菁染料为式I所示的化合物，

其中，R₁为C_1～6烷基或任选被烷基取代的苯基；

R₆和R₇分别独立地为任选被磺酸基取代的C₁～₆烷基；

X₁和X₂分别独立地选自C、O、S、Se或Te；

Y为反离子，所述反离子是基于R₆和R₇所带电荷而选择的，

任选地，当R₆和R₇为烷基时，Y为卤素阴离子；

当R₆和R₇之一携带磺酸根，不含Y；

当R₆和R₇均携带磺酸根时，Y为三乙胺阳离子；

任选地，所述菁染料与所述核酸适体的摩尔比是1:(0.05～0.1)，

任选地，所述核酸适体具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列，

任选地，所述菁染料的浓度是4～16微摩尔/升，

优选地，所述菁染料的浓度是12微摩尔/升，

任选地，所述核酸适体的浓度为0.6～2微摩尔/升，

优选地，所述核酸适体的浓度为1微摩尔/升。