CN114280286A - 基于核酸适配体的sybr green i荧光法检测苯嗪草酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学物质检测技术领域,尤其是涉及一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法。苯嗪草酮核酸适配体溶液中加入SYBR Green I溶液时,使得SYBR Green I荧光探针嵌入苯嗪草酮核酸适配体所形成的G‑四连体结构当中,在激发波长485nm和发射波长535nm处产生强烈的荧光强度表达,当体系中存在苯嗪草酮时,核酸适配体与苯嗪草酮结合,核酸适配体结构发生改变,G‑四连体结构打开,从而导致SYBR Green I荧光探针无法嵌入核酸适配体,导致低的荧光信号表达,通过测定荧光强度的衰减△F来判断待测溶液中苯嗪草酮的含量。与现有技术相比,本发明提供的检测方法可用于检测水样中苯嗪草酮的含量,检测的浓度范围是20‑120nmol/L。
Description
技术领域
本发明属于化学物质检测技术领域,尤其是涉及一种基于核酸适配体的SYBRGREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法。
背景技术
农药残留物给人体及环境带来的污染一直是一大问题,目前,为了更好的降解农药残留物,一些基于微生物的纳米降解技术近几年也在不断被开发与跟进,寻找绿色、环保、残留物少的农药不仅对环境友好,也能节约作物生产成本,提高生产率。苯嗪草酮具有高水溶性,且对土壤矿物和有机质具有弱吸附性,该除草剂被土壤中的节杆菌属与红球菌属作为碳源,在室温下便能在土壤表面或水溶液中发生快速光解反应,苯嗪草酮的快速光解反应的最终产物为二氧化碳与生物残留物,无毒无害。且苯嗪草酮相较于其他除草剂而言具有低毒性,其LD50值仅为大约2000mg/kg(大鼠急性经口毒性实验),而其对大鼠的急性经皮毒性实验中,LD50值大于4000mg/kg。在对兔实验中,苯嗪草酮不刺激其眼睛及皮肤,无致畸毒性与潜在致癌性。苯嗪草酮不仅残留物少,且其不易使得植株产生耐药性,在Julius(德国)的实验中,选取了德国当地不同地区与不同地点的植物种子做了苯嗪草酮的敏感性实验,在低应用率下,敏感度的变化极小,目前尚未发现对苯嗪草酮具有抗药性的植物。然而,虽然苯嗪草酮先天优势多,由于农药在土壤中的利用率仅约三成,在生态***中“沉积物-水***”的循环中,残余农药因径流或淋洗进入生态***的水系中(主要为地表水和地下水)。杨诗宗在2015年利用同位素追踪法以及对氨基酸和脂肪酸的标志追踪了苯嗪草酮在“土壤-水”***之间的迁移与转化,苯嗪草酮在土壤中被土壤内的微生物分解为无机盐类的速度(即矿化率)为59.7%,然而,在水***中,去除苯嗪草酮的占比为12.7%,而水***中的矿化率仅为8.7%。可见,土壤中超过四成的苯嗪草酮将进入水***并造成长期污染,而三嗪官能团(苯嗪草酮内部结构)因被土壤中一些氧化细菌氯化,产生对其他生物有害的毒性物质。苯嗪草酮大量使用带来的地下水污染等问题不容忽视,实行对土壤与水环境中对苯嗪草酮高效、快速的检测是对苯嗪草酮带来的环境污染进一步治理的重要前提。但是,现有的对苯嗪草酮的检测方法主要为液相色谱法、气相色谱法等,还有同步色谱法等。传统检测方法耗时较长、检测程序复杂、耗能较多,很难实现对苯嗪草酮简单、高效、迅速的检测。2018年,塞尔维亚的Ana开发了一种以玻碳电极(GCE)与薄膜汞电极(TFME)为主的苯嗪草酮的新型电化学测定方法,可检测0.8-30mg/L的苯嗪草酮,一定程度上简化了苯嗪草酮的检测程序,且较为经济实用,尽管如此,该检测方法环保性相对较差,其TFME电极在工作过程中会产生贡消耗,且其检测灵敏度相对于色谱法而言较低。
中国专利CN112961861A公开了苯嗪草酮核酸适配体及筛选和在苯嗪草酮检测上的应用;具体提供了一种苯嗪草酮检测方法,基于苯嗪草酮核酸适配体进行,包括以下步骤:A、准备苯嗪草酮核酸适配体;B、在一定量所述苯嗪草酮核酸适配体溶液中加入纳米金溶液,混匀孵育,使得所述苯嗪草酮核酸适配体包裹在纳米金的表面,再加入待测苯嗪草酮的水溶液和3-丙磺酸缓冲液,混匀孵育,加入氯化钠溶液,混匀后在520nm和650nm波长处测定紫外吸收强度A650和A520,依据紫外吸收强度计算A650/A520的大小来判断待测溶液中苯嗪草酮的含量。该专利方法是基于核酸适配体构建NaCl高效聚集纳米金的比色方法来实现对除草剂苯嗪草酮的检测。通过将筛选所得到的苯嗪草酮的适配体与纳米金溶液混合,使得苯嗪草酮适配体包裹在纳米金的表面,当体系中存在苯嗪草酮时,包裹在纳米金上的适配体会与苯嗪草酮特异性结合,从而释放出游离的纳米金,加入氯化钠盐溶液之后,游离的纳米金产生聚集。检测的浓度范围是20-1000nmol/L,线性拟合直线方程为Y=0.00030875X+0.03813,最低检测限为0.51nM。该专利技术中存在纳米金保存时间较短、批次间差异大等弊端。
发明内容
针对现有技术中苯嗪草酮检测技术存在的缺陷,本发明提供一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明提供一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,包括以下步骤:
A、准备苯嗪草酮核酸适配体,所述苯嗪草酮核酸适配体核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示;
B、在所述苯嗪草酮核酸适配体溶液中加入SYBR Green I溶液,混匀孵育,使得所述SYBR Green I荧光探针嵌入苯嗪草酮核酸适配体所形成的双链当中,加入已知浓度的苯嗪草酮的水溶液和3-丙磺酸缓冲液,混匀孵育,在激发波长485nm和发射波长535nm处测定荧光强度F,并以不加苯嗪草酮的水溶液作为对照组,测定荧光强度F0,依据荧光强度计算不同已知浓度的苯嗪草酮的水溶液荧光强度的衰减△F=F0-F;
C、基于苯嗪草酮的浓度和荧光强度的衰减△F,拟合得到直线方程;
D、在所述苯嗪草酮核酸适配体溶液中加入SYBR Green I溶液,混匀孵育,使得所述SYBR Green I荧光探针嵌入苯嗪草酮核酸适配体所形成的双链当中,加入待测溶液和3-丙磺酸缓冲液,混匀孵育,在激发波长485nm和发射波长535nm处测定荧光强度F,并以不加待测苯嗪草酮的水溶液作为对照组,测定荧光强度F0,依据荧光强度计算待测溶液荧光强度的衰减△F=F0-F;
E、基于拟合得到的直线方程,以及待测溶液对应的荧光强度的衰减△F,得到待测溶液中苯嗪草酮的含量。
所述苯嗪草酮核酸适配体核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,具体为:
5’-CGTACGGTCGACGCTAGCTTATCGCGCCCCTAGTAGTGTGGCCTGGGCGTCTAGTCGCTATCCAGCGCTAGCCTGGGCACGTGGAGCTCGGATCC-3’
本发明依据的苯嗪草酮核酸适配体具有以下特性:
(1)高亲和力
适配体具有高亲和力:16nM;
(2)高特异性
在苯嗪草酮相似物存在时,该适配体对苯嗪草酮表现出良好的选择性。
本发明依据的苯嗪草酮核酸适配体是基于磁珠SELEX法筛选得到的与苯嗪草酮高亲和力、高特异性结合的核酸适配体,在专利CN112961861A中有公开。
在本发明的一个实施方式中,步骤(A)中所述苯嗪草酮核酸适配体配置为500nM的母液。
在本发明的一个实施方式中,步骤(B)中所述的SYBR Green I溶液配制成浓度为100X的母液。
在本发明的一个实施方式中,步骤(B)中所述的3-丙磺酸缓冲液可以采用常规实验方法来配置。
在本发明的一个实施方式中,检测体系pH为7。
在本发明的一个实施方式中,检测体系中,苯嗪草酮核酸适配体终浓度为30nM。
在本发明的一个实施方式中,检测时,苯嗪草酮与苯嗪草酮核酸适配体作用时间为30分钟。
在本发明的一个实施方式中,检测时,反应体系与荧光染料作用时间为10分钟。
在本发明的一个实施方式中,检测时,检测体系温度为25。℃
在本发明的一个实施方式中,在检测体系中对加入SYBR Green I,苯嗪草酮核酸适配体的终浓度及SYBR Green I与苯嗪草酮核酸适配体作用的时间进行梯度优化后得到最优的检测条件:苯嗪草酮核酸适配体终浓度为30nM,检测体系pH为7,苯嗪草酮与苯嗪草酮核酸适配体作用时间为30分钟,反应体系与荧光染料作用时间为10分钟,检测体系温度为25。℃
在本发明的一个实施方式中,线性拟合直线方程为Y=11.46213X+2926.27265,最低检测限为2.084nM。线性方程中X代表检测样本中苯嗪草酮的浓度(nM),Y代表样本荧光强度的衰减△F。
本发明还提供一种用于检测苯嗪草酮的体系,包括所述苯嗪草酮核酸适配体以及SYBR Green I溶液,所述苯嗪草酮核酸适配体核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
在本发明的一个实施方式中,用于检测苯嗪草酮的体系还包括3-丙磺酸缓冲液。
参考图8,本发明的原理是苯嗪草酮核酸适配体溶液中加入SYBR Green I溶液时,使得SYBR Green I荧光探针嵌入苯嗪草酮核酸适配体所形成的G-四连体结构当中,在激发波长485nm和发射波长535nm处产生强烈的荧光强度表达,当体系中存在苯嗪草酮时,核酸适配体与苯嗪草酮结合,核酸适配体结构发生改变,G-四连体结构打开,从而导致SYBRGreen I荧光探针无法嵌入核酸适配体,导致低的荧光信号表达,通过测定荧光强度的衰减△F来判断待测溶液中苯嗪草酮的含量。
在各种信号表达的方法中荧光法是一种简单、快速、灵敏的检测方法。本发明提供了一种操作简单、灵敏度高、选择性好、成本低且高效的苯嗪草酮的检测方法。
本发明提供了一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法。通过将核酸适配体的适配体与SYBR Green I荧光探针发生作用,在激发波长485nm和发射波长535nm处产生强烈的荧光强度表达,当体系中存在苯嗪草酮时,核酸适配体与苯嗪草酮结合,核酸适配体结构发生改变,G-四连体结构打开,从而导致SYBR Green I荧光探针无法嵌入核酸适配体,导致低的荧光信号表达,通过测定荧光强度的衰减△F来判断待测溶液中苯嗪草酮的含量并且体系中苯嗪草酮的含量与荧光强度的衰减△F呈正比关系。该检测方法具有检测限低、灵敏度高、特异性强、样品预处理简单、仪器要求低、成本低廉的优点。
相较于现有技术CN112961861A公开的Nacl高效聚集纳米金法的比色法,本发明所建立的荧光法摒弃了纳米金不能长时间保存、容易变质、批次间差异大等弊端,所依据的荧光染料SYBR GREEN I容易购买,且为标准化学试剂,更适合现场检测的需求,同时,本发明所建立的SYBR GREEN I检测法所需时间更短,步骤更为简单,测定结果满足国家苯嗪草酮环境残留标准。
本发明提供的检测方法不需要大型仪器设备,成本低,检测灵敏度高,选择性好,操作简单且高效,可用于检测水样中苯嗪草酮的含量,检测的浓度范围是20-120nmol/L,线性拟合直线方程为Y=11.46213X+2926.27265,最低检测限为2.084nM。线性方程中X代表检测样本中苯嗪草酮的浓度(nM),Y代表样本荧光强度的衰减△F。
附图说明
图1:缓冲溶液pH的优化结果示意图;
图2:荧光染料作用时间优化结果示意图;
图3:苯嗪草酮与核酸适配体优化结果示意图;
图4:荧光染料浓度优化结果示意图;
图5:苯嗪草酮核酸适配体浓度优化结果示意图;
图6:苯嗪草酮检测体系的灵敏度结果示意图;
图7:苯嗪草酮检测体系的特异性结果示意图;
图8:基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的原理示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例中,提供基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,具体包括以下步骤:
(1)首先移液枪吸取将100μL核酸适配体溶液(100nM)于1.5mL离心管中,加入已知浓度的含苯嗪草酮溶液100μL,使苯嗪草酮在体系中的终浓度为在200nM以下,吸打混匀,随后加入3-丙磺酸缓冲液(pH=7)295μL,置于25℃恒温孵育器,反应30min。之后,加入5μL100X的SYBR Green I溶液,吸打混匀,25℃恒温孵育10min。在激发波长485nm和发射波长535nm处测定荧光强度F并以其他操作同上但不加苯嗪草酮的水溶液作为对照组,测定荧光强度F0,依据荧光强度计算△F=F0-F的大小,基于苯嗪草酮的浓度和荧光强度的衰减△F,拟合得到直线方程;
(2)移液枪吸取将100μL核酸适配体溶液(100nM)于1.5mL离心管中,加入待测溶液100μL,使待测溶液苯嗪草酮在体系中的终浓度为在200nM以下,吸打混匀,随后加入3-丙磺酸缓冲液(pH=7)295μL,置于25℃恒温孵育器,反应30min。之后,加入5μL100X的SYBRGreen I溶液,吸打混匀,25℃恒温孵育10min。在激发波长485nm和发射波长535nm处测定荧光强度F并以其他操作同上但不加苯嗪草酮的水溶液作为对照组,测定荧光强度F0,依据荧光强度计算△F=F0-F的大小,根据计算所得的ΔF值,根据拟合得到直线方程,可以求得样品中苯嗪草酮含量。
(3)基于拟合得到的直线方程,以及待测溶液对应的荧光强度的衰减△F,得到待测溶液中苯嗪草酮的含量。
荧光的衰减△F与苯嗪草酮的含量在一定浓度下成正比。
本实施例中,所述的3-丙磺酸缓冲液配置方法为:准确称取1.0463g 3-吗啉丙磺酸固体于烧杯中,加入400mL超纯水溶解,使用1M NaOH溶液调节缓冲液pH至7.0,随后转移置100mL容量瓶并定容。置于具塞广口瓶中,常温保存。
实施例2
基于实施例1的方法,本实施例优化体系pH
将苯嗪草酮适配体溶液稀释到合适浓度后,将30nM的适配体溶液加入1.5mL的EP管。选取MOPS作为该反应体系的缓冲溶液,使用浓度为1M的NaOH(或浓度为1M的HCl)调节缓冲溶液pH值分别为5.0、6.0、7.0、8.0,将以上四组缓冲溶液补足该反应体系后,放于恒温孵育器中于25℃下孵育30分钟,后加入荧光染料SYBR Green I(其浓度为1x)并继续放于恒温孵育器中孵育10分钟。用200μL的移液枪分别取出各个EP管内液体于96孔微量酶标板(黑)中,扫描检测荧光强度,记录F与F0的值,继续三次及以上重复试验后计算F0与F的差值得到△F作为纵坐标如图1所示。
实施例3
基于实施例1的方法,本实施例优化反应体系荧光染料作用时间
将苯嗪草酮适配体溶液稀释到合适浓度后,将20nM的苯嗪草酮适配体溶液加入1.5mL的EP管。选取pH为7.0的MOPS缓冲液作为该反应体系的缓冲体系,加入浓度为1x的荧光染料SYBR Green I,后用前面优化的缓冲溶液补足反应体系(总体积为500μL),于恒温孵育器内(设置温度为25)℃恒温孵育2、4、6、8、10、12分钟,用200μL的移液枪分别取出各个EP管内液体于96孔微量酶标板(黑)中,扫描检测荧光强度,记录F值。如图2所示。
实施例4
基于实施例1的方法,本实施例优化苯嗪草酮与其核酸适配体作用时间
反应体系将苯嗪草酮适配体溶液稀释到合适浓度后,将20nM的苯嗪草酮适配体溶液加入1.5mL的EP管。选取pH为7.0的MOPS缓冲液作为该反应体系的缓冲体系,用缓冲溶液补足反应体系至500μL,于恒温孵育器内25恒℃温孵育10、15、20、25、30、35分钟后,将浓度为1x的荧光染料SYBR Green I加入反应体系中,后于25恒℃温孵育器内继续孵育10分钟,用200μL的移液枪分别取出各个EP管内液体于96孔微量酶标板(黑)中,扫描检测荧光强度,记录F值。如图3所示。
实施例5
基于实施例1的方法,本实施例优化荧光染料的浓度
试验体系分为包含1μM苯嗪草酮与不包含苯嗪草酮两组(分别为试验组F与对照组F0),将苯嗪草酮适配体溶液稀释到合适浓度后,将30nM的适配体溶液加入1.5mL的EP管。选取pH7.0的MOPS作为该反应体系的缓冲溶液,放于恒温孵育器中于25下℃孵育30分钟,后加入浓度分别为0.2x、0.4x、0.6x、0.8x、1x、2x的荧光染料SYBR Green I并继续放于恒温孵育器中孵育10分钟。用200μL的移液枪分别取出各个EP管内液体于96孔微量酶标板(黑)中,扫描检测荧光强度,记录F与F0的值,继续三次及以上重复试验后计算F0与F的差值得到△F作为纵坐标。如图4所示。
实施例6
基于实施例1的方法,本实施例优化苯嗪草酮核酸适配体溶液浓度
试验体系分为包含1μM苯嗪草酮与不包含苯嗪草酮两组(分别为试验组F与对照组F0),将苯嗪草酮适配体溶液稀释到合适浓度后,将浓度500nM的苯嗪草酮核酸适配体溶液分别加入1.5mL的EP管0、5、10、15、20、25、30、35、50μL。选取pH7.0的MOPS作为该反应体系的缓冲溶液,补足反应体系体积至500μL,放于恒温孵育器中于25℃下孵育30分钟,后加入浓度为0.8x的荧光染料SYBR Green I并继续放于恒温孵育器中孵育10分钟。用200μL的移液枪分别取出各个EP管内液体于96孔微量酶标板(黑)中,扫描检测荧光强度,记录F与F0的值,继续三次及以上重复试验后计算F0与F的差值得到△F。如图5所示。
实施例7
本实施例提供一种利用SYBR Green I荧光法检测苯嗪草酮的方法,具体步骤如下:
(1)首先在1.5mL离心管中,将30nM适配体溶液和浓度分别为0、5、10、20、40、80、120、160、200、400、600、800、1000、2000nM的苯嗪草酮与一定量的pH=7的MOPS缓冲液混合震荡,25℃反应孵育30分钟。然后,加入0.8X的SYBR Green I荧光染料,并继续孵育10分钟,取样于96孔微量黑色酶标板中用Infinite M200 Pro酶标仪测定荧光强度,在激发波长485nm和发射波长535nm处测定荧光强度F和F0并计算得到ΔF。
(2)以不同浓度苯嗪草酮与对应增强的ΔF作图,绘制标准曲线。如图6所示。
(3)制备样品检测体系:取100μL待测样品,加入到步骤(1)方法制备的检测体系离心管中替代(1)中的苯嗪草酮溶液。按上述步骤处理后测定ΔF。
(4)根据计算所得的ΔF值,查标准曲线,可以求得样品中苯嗪草酮含量。
(5)验证:用本发明方法测定含苯嗪草酮浓度分别为30nmol/L、50nmol/L、和90nmol/L的水样,得到的平均回收率范围为97%-108%,从而证明了本方法的可靠性。如表1所示
表1超纯水样中的加标回收
(6)采用本发明的方法测定水样中苯嗪草酮的浓度范围为20-120nmol/L,线性拟合直线方程为Y=11.46213X+2926.27265,最低检测限为2.084nM。线性方程中X代表检测样本中苯嗪草酮的浓度(nM),Y代表样本ΔF比值,最低检测限为2.084nmol/L。
实施例8
本实施例提供苯嗪草酮的特异性实验
本实施例设置了多种常见干扰物,包括青霉素类(包括青霉素、氯霉素、链霉素)、沙星类(包括氧氟沙星、恩诺沙星)以及污染常见重金属离子(包括Pd2+、Mn2+)。试验体系分为包含1μM靶标溶液与不包含靶标溶液两组(分别为试验组F与对照组F0),其中,靶标溶液分别为苯嗪草酮、青霉素、链霉素、氯霉素、氧氟沙星、恩诺沙星、Pd2+、Mn2+以及以上物质的均匀混合溶液。将苯嗪草酮适配体溶液稀释到合适浓度后,加入浓度500nM的苯嗪草酮核酸适配体溶液30μL。选取pH 7.0的MOPS作为该反应体系的缓冲溶液,补足反应体系体积至500μL,放于恒温孵育器中于25℃下孵育30分钟,后加入浓度为0.8x的荧光染料SYBR Green I并继续放于恒温孵育器中孵育10分钟。用200μL的移液枪分别取出各个EP管内液体于96孔微量酶标板(黑)中,扫描检测荧光强度,记录F与F0的值,继续三次及以上重复试验后计算F0与F的差值得到△F对检测体系进行特异性评价。如图7所示。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
序列表
<110> 上海交通大学云南(大理)研究院;上海交通大学
<120> 基于核酸适配体的SYBR GREEN I 荧光法检测苯嗪草酮的方法
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 95
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
cgtacggtcg acgctagctt atcgcgcccc tagtagtgtg gcctgggcgt ctagtcgcta 60
tccagcgcta gcctgggcac gtggagctcg gatcc 95
Claims (10)
1.一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、准备苯嗪草酮核酸适配体,所述苯嗪草酮核酸适配体核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;
B、在所述苯嗪草酮核酸适配体溶液中加入SYBR Green I溶液,混匀孵育,使得所述SYBR Green I荧光探针嵌入苯嗪草酮核酸适配体所形成的双链当中,加入已知浓度的苯嗪草酮的水溶液和3-丙磺酸缓冲液,混匀孵育,在激发波长485nm和发射波长535nm处测定荧光强度F,并以不加苯嗪草酮的水溶液作为对照组,测定荧光强度F0,依据荧光强度计算不同已知浓度的苯嗪草酮的水溶液荧光强度的衰减ΔF=F0-F;
C、基于苯嗪草酮的浓度和荧光强度的衰减ΔF,拟合得到直线方程;
D、在所述苯嗪草酮核酸适配体溶液中加入SYBR Green I溶液,混匀孵育,使得所述SYBR Green I荧光探针嵌入苯嗪草酮核酸适配体所形成的双链当中,加入待测溶液和3-丙磺酸缓冲液,混匀孵育,在激发波长485nm和发射波长535nm处测定荧光强度F,并以不加待测苯嗪草酮的水溶液作为对照组,测定荧光强度F0,依据荧光强度计算待测溶液荧光强度的衰减ΔF=F0-F;
E、基于拟合得到的直线方程,以及待测溶液对应的荧光强度的衰减ΔF,得到待测溶液中苯嗪草酮的含量。
2.根据权利要求1所述一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,其特征在于,线性拟合直线方程为Y=11.46213X+2926.27265,线性方程中X代表检测样本中苯嗪草酮的浓度,nM,Y代表样本荧光强度的衰减△F。
3.根据权利要求1所述一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,其特征在于,检测体系pH为7。
4.根据权利要求1所述一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,其特征在于,检测体系中,苯嗪草酮核酸适配体终浓度为30nM。
5.根据权利要求1所述一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,其特征在于,检测时,苯嗪草酮与苯嗪草酮核酸适配体作用时间为30分钟。
6.根据权利要求1所述一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,其特征在于,检测时,反应体系与荧光染料作用时间为10分钟。
7.根据权利要求1所述一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,其特征在于,检测时,检测体系温度为25℃。
8.根据权利要求1所述一种基于核酸适配体的SYBR GREEN I荧光法检测苯嗪草酮的方法,其特征在于,苯嗪草酮核酸适配体终浓度为30nM,检测体系pH为7,苯嗪草酮与苯嗪草酮核酸适配体作用时间为30分钟,反应体系与荧光染料作用时间为10分钟,检测体系温度为25℃。
9.一种用于检测苯嗪草酮的体系,其特征在于,包括所述苯嗪草酮核酸适配体以及SYBR Green I溶液,所述苯嗪草酮核酸适配体核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
10.根据权利要求9所述的一种用于检测苯嗪草酮的体系,其特征在于,还包括3-丙磺酸缓冲液。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106680255A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-17 | 吉林大学 | 基于g‑四联体核酸适配体荧光探针检测三聚氰胺 |
CN107505298A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-12-22 | 上海应用技术大学 | 一种基于g‑四联体核酸适配体荧光探针检测牛奶中环丙氨嗪的方法 |
CN112961861A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-15 | 上海交通大学 | 苯嗪草酮核酸适配体及筛选和在苯嗪草酮检测上的应用 |
CN113073100A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-06 | 上海交通大学 | 奈替米星核酸适配体及筛选和在奈替米星检测上的应用 |
-
2021
- 2021-12-16 CN CN202111545248.2A patent/CN114280286A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106680255A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-17 | 吉林大学 | 基于g‑四联体核酸适配体荧光探针检测三聚氰胺 |
CN107505298A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-12-22 | 上海应用技术大学 | 一种基于g‑四联体核酸适配体荧光探针检测牛奶中环丙氨嗪的方法 |
CN112961861A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-15 | 上海交通大学 | 苯嗪草酮核酸适配体及筛选和在苯嗪草酮检测上的应用 |
CN113073100A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-06 | 上海交通大学 | 奈替米星核酸适配体及筛选和在奈替米星检测上的应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
HAOYANG YI 等: "Fluorometric determination for ofloxacin by using an aptamer and SYBR Green I", MICROCHIMICA ACTA, vol. 186, 5 September 2019 (2019-09-05), XP036879027, DOI: 10.1007/s00604-019-3788-8 * |
金庆日 等: "利用PicoGreen作为检测探针建立基于核酸适配体识别的玉米赤霉烯酮快速检测方法", 延边大学农学学报, no. 02, 30 June 2018 (2018-06-30) * |
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