核酸適體識別熒光法檢測汞離子

摘 要 通過對已知的Ni2+適體的改造，發現了對Hg2+有較強結合活性的核酸適體N1，基于N1的二級結構進行改造，獲得了具有較高活性的核酸適體N5，并建立了熒光檢測方法。以熒光基團FAM標記核酸適體，在94 ℃變性5 min，室溫（25 ℃）下復性30 min后，適配體與標記有熒光猝滅基團DABCYL的一段互補序列Q2結合（適體與Q2的濃度比為1∶3），加入系列濃度的Hg2+與互補序列競爭結合核酸適體，以熒光信號的變化定量分析Hg2+濃度。結果表明，N1與Hg2+結合呈線性，線性范圍為1.25～20 mg/L； 檢出限為0.62 mg/L； 以N1結構為基礎改造合成的序列和結構均不同的適體N4， N5， N6， N7對Hg2+的識別結合活性均不同，其中適體N5與Hg2+結合活性最為靈敏，特異性高，線性范圍為0.156～2.50 mg/L； 檢出限為78

關鍵詞 核酸適體； 熒光； 汞離子； 檢測

1 引 言

重金屬元素的定性與定量檢測在環境監測、廢棄物管理、發育生物學及臨床毒理學等領域中具有很大的應用價值，而目前重金屬元素的檢測主要采用光譜法，包括原子吸收光譜[1]、原子發射光譜法[2]、電感耦合等離子體質譜法[3]以及電化學法等方法[4，5]。但這些方法依賴于大型儀器和專人操作，并且需要繁瑣的樣品預處理和濃縮過程，在現場和野外檢測中受到限制。因此研究無污染、簡便快速、高靈敏度和高特異性的方法進行微量金屬離子的檢測十分必要。

近年來，隨著分子生物學的發展以及核酸適體的篩選應用，特別是SELEX技術的應用，已經獲得對金屬離子（如Ca2+， Zn2+， Ni2+等）具有活性的核酸適體[6～8]，以及基于核酸適體所建立的各種檢測方法[9，10]，包括熒光法、電化學法和比色法等。本研究利用已公開發表的金屬離子適體進行改造應用，建立更加簡便、快速、靈敏的檢測方法。

通過對Ni2+的RNA適體進行改造，期望獲得兩條原本針對Ni2+起作用的DNA適體，即DNA1-B（N1）。但實驗表明，N1對Ni2+不起作用，對Hg2+卻有較強的結合作用[8]。核酸適體標記有熒光基團FAM，再與標記有熒光猝滅基團DABCYL的一段互補序列結合，通過加入Hg2+與互補序列競爭結合適體而引起的熒光信號變化，可定量分析Hg2+[11，12]。據此可設計出多種寡核苷酸的Hg2+檢測方法，如熒光信號轉換法[12，13]、膠體金檢測法[14]、熒光染料法[15]；但均是采用核苷酸鏈中的胸腺嘧啶（T）可與汞配位的原理構筑器件，其核苷酸一級序列單一，二級結構簡單甚至無二級結構。本研究表明，與Hg2+有作用的適體N1與此前所使用的多數適體結構不同；對N1序列和結構進行改造，得到與Hg2+作用更靈敏的新適體N5。本方法只需將樣品簡單處理直接加樣反應即可，且樣品用量少，適用于實際樣品中Hg2+的檢測。

2 實驗部分