基于核酸外切酶Ⅲ及链置换反应检测汞离子

摘要

汞(Ⅱ)离子(Hg2+)是一种毒性很强的重金属离子,通过中枢神经系统等对人体造成伤害.另外,汞离子的不可降解性,极少的汞离子通过食物链的富集作用可以在生物体内或人体内积累.由于汞离子的高毒性,世界卫生组织规定饮用水中汞离子的最高限为30nM.我国国家标准食品中各类食品对汞离子的限量标准均低于0.05mg/mL.2004年，Akira Ono和Humika Togashi第一次报道了寡核苷酸碱基可以与汞形成特定的碱基对(T-Hg-T)，并建立了寡核苷酸为基础的高选择性Hg2+传感器。自此利用DNA检测Hg2+的方法被相继开发使用。核酸外切酶Ⅲ是一种可以将双链DNA中的单链从3'端（平齐或凹陷）逐步水解，而对单链DNA或3'，端突出的双链DNA没有催化活性的一种工具酶，由于其具有普适性，易于发展为通用平台，用于DNA或生物分子的检测具有一定的优势。为检测该方法的特异性，选取不同的金属离子代替Hg2+加入反应体系中检测该生物传感的特异性。在实验过程中，非汞离子(K+、Na+、Mg2+、Cd2+、Pb2+、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Ba2+、Zn2+)的浓度为lOOnmol/L，汞离子的浓度为Inmol/L。从图4中可以看出，加入Inmol/L的汞离子就有很高的荧光强度，而加入lOOnM的其他金属离子则与不加任何金属离子的荧光强度相当。这表明该生物传感器在通过核酸外切酶Ⅲ的调控下完成的链置换反应有很好的金属离子特异性，对于实际样品中存在多种金属离子同样可以很好的检测出汞离子。检测汞离子的下限是9.42pmol/L，检测汞离子的线性范围是O.Ol-lnmol/L。