一種基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紙芯片微流控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測汞離子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汞是一種可以在生物體內(nèi)積累的毒物，它很容易被皮膚以及呼吸和消化道吸收。水俁病是汞中毒的一種。汞破壞中樞神經(jīng)組織，對口、粘膜和牙齒有不利影響。長時間暴露在高汞環(huán)境中可以導(dǎo)致腦損傷和死亡。盡管汞的沸點很高，但在室內(nèi)溫度下飽和的汞蒸氣已經(jīng)達到了中毒計量的數(shù)倍。是一種對人體極具生理毒性的重金屬離子。
[0003]紙作為一種二維的材料，具有吸水性好、比表面積大、環(huán)保、生物相容性好等優(yōu)點，此外由于它的易加工成型性，近年來被人們廣泛重視。自2007年Whitesides課題組開展了紙芯片上的檢測技術(shù)后，紙芯片的應(yīng)用在科研上得到迅速地發(fā)展。并利用紙芯片的特點成功的研制出驗孕試紙條、血糖試紙條以及其他的病原體檢測試紙條等。人們不僅關(guān)注于紙芯片的低成本，更關(guān)注于紙芯片給人們帶來的便利，但是現(xiàn)如今的紙芯片制作相對比較麻煩，而且需要一些后期的處理。
[0004]所以形成一種方便快捷的紙芯片制作方法迫在眉睫。
[0005]焚光共振能量轉(zhuǎn)移(fluorescenceresonance energy transfer，F(xiàn)RET)，是距離很近的兩個熒光分子間產(chǎn)生的一種能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。當供體熒光分子的發(fā)射光譜與受體熒光分子的吸收光譜重疊，并且兩個分子的距離在1nm范圍以內(nèi)時，就會發(fā)生一種非放射性的能量轉(zhuǎn)移，即FRET現(xiàn)象，使得供體的熒光強度比它單獨存在時要低的多(熒光猝滅)，而受體發(fā)射的熒光卻大大增強(敏化熒光)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出了一種能夠快速、直接、低價地檢測汞離子的方法，同時為可視化檢測提供基礎(chǔ)。
[0007]本發(fā)明的提出檢測汞離子的方法，是一種基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法，具體是以紙芯片為為載體，利用熒光能量共振轉(zhuǎn)移(FRET)的方法檢測重金屬萊離子，根據(jù)Cy3焚光染料標記Hg2+適配體(Cy3-Hg2+-aptamer)能特異性結(jié)合Hg2+開$成T-Hg2+-T結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，以Cy3-Hg2+_aptamer作為焚光報告分子，氧化石墨稀作為焚光淬滅劑，快速、低成本、直接地檢測Hg2+。
[0008]本發(fā)明的基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法，具體操作步驟如下:
1、利用紙芯片切割機完成紙芯片的設(shè)計與切割;紙芯片材質(zhì)為玻璃纖維；
2、用氧化石墨烯處理紙芯片(紙芯片上滴加4.0-5.0yL氧化石墨烯，自然晾干)；
3、向經(jīng)氧化石墨稀處理的紙芯片上滴加Hg2+適配體:Cy3-Hg2+-aptamer，然后再向此紙芯片上加入事先配制好的萊離子溶液;暗處反應(yīng)10min-30min;
4、在530-600nm激發(fā)光波長下，用熒光倒置顯微鏡激發(fā)，得到熒光恢復(fù)圖片，用數(shù)碼相機將熒光恢復(fù)圖片記錄下來(此過程在暗處操作)。
[0009]本發(fā)明中，紙芯片一般米用圓形，直徑:2.00mm-3.0mm，厚度:0.2mm-0.5mm。
[00?0]本發(fā)明中，用于紙芯片處理的氧化石墨稀濃度為0.5-1.0mg/mL。
[0011 ]本發(fā)明中，Hg2+適配體:Cy3-Hg2+_aptamer濃度為5.0-10.0μΜ。
[0012]本發(fā)明中，汞離子溶液的濃度為0.2-1000μΜ，由PBS緩沖液配制，調(diào)節(jié)pH到7.2-7.4。
[0013]本發(fā)明中，用到的紙芯片切割機為普通的家用式切割機。
[0014]本發(fā)明中，檢測時所用的儀器為熒光倒置顯微鏡和數(shù)碼相機。
[0015]與現(xiàn)有報道相比，本發(fā)明具有操作簡單、成本低、快速直接等有益效果:
1、本發(fā)明方法采用紙芯片切割機直接將玻璃纖維切成想要的芯片，無需后續(xù)處理，方法簡單易操作；
2、本發(fā)明方法的紙芯片材質(zhì)為玻璃纖維，由于玻璃纖維固有的強度使得紙芯片易于切害J，而且可以達到微米級別，以及超強吸水性加速了反應(yīng)的速度；
3、本發(fā)明方法的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)采用熒光倒置顯微鏡和數(shù)碼相機分別來激發(fā)和收集數(shù)據(jù)，降低了檢測成本，簡化了實驗過程，而且通過獲取的照片可以直接得出實驗結(jié)論。
【附圖說明】
[0016]圖1基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的原理圖。
[0017]圖2基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的熒光電子照片。
[0018]圖3基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的靈敏度驗證。
【具體實施方式】
[0019]下面對本發(fā)明結(jié)合附圖做進一步說明:
1、用家庭式的薄片切割機作為形成玻璃紙芯片的主要工具，設(shè)計和制作了二維的微小紙芯片(例如直徑:3.0mm;厚度:0.5mm)，此紙芯片不需要特殊的修飾或者活化步驟；
2、紙芯片上的熒光能量共振轉(zhuǎn)移檢測汞離子的靈敏度驗證，具體步驟為:
(1)取滅菌過的紙芯片分別滴加4.0yL氧化石墨烯，自然晾干；
(2)向以上的紙芯片上滴加2.0yLCy3標記的萊離子aptamer;置于暗處直到其表面沒有明顯的液體聚集；
(3)在步驟(2)暗處理的過程向離心管中分別加入濃度梯度的汞離子溶液3.0yL(梯度為:0.2 0.5 1.0 10.0 50.0 200.0 500.0 1000.ΟμΜ)，用pH為7.4的PBS緩沖液調(diào)其pH;
(4)將步驟(3)中的反應(yīng)液滴加到步驟(2)中的紙芯片上，暗處反應(yīng)1min;
(5)將紙芯片放到熒光倒置顯微鏡下，激發(fā)波長為580nm，用數(shù)碼相機拍下熒光恢復(fù)的照片(此過程在暗處操作)；
(6)最后利用Photoshop和ImageJ軟件將得到的熒光圖片進行了處理，得到了靈敏度曲線圖，參見圖3。
【主權(quán)項】
1.一種基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法，其特征在于，以紙芯片為載體，利用熒光能量共振轉(zhuǎn)移的方法檢測重金屬汞離子，根據(jù)Cy3熒光染料標記Hg2+適配體Cy3-Hg2+_aptamer能特異性結(jié)合Hg2+形成T-Hg2+-T結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，以Cy3-Hg2+_aptamer作為焚光報告分子，氧化石墨烯作為熒光淬滅劑，直接地檢測Hg2+。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法，其特征在于，具體操作步驟如下: (1)利用紙芯片切割機完成紙芯片的設(shè)計與切割;紙芯片材質(zhì)為玻璃纖維； (2)用氧化石墨烯處理紙芯片:紙芯片上滴加4.0-5.0yL氧化石墨烯，自然晾干； (3 )向經(jīng)氧化石墨稀處理的紙芯片上滴加Hg2+適配體:Cy3-Hg2+-aptamer，然后再向此紙芯片上加入事先配制好的萊離子溶液;暗處反應(yīng)10min-30min; (4)在530-600nm激發(fā)光波長下，用熒光倒置顯微鏡激發(fā)，得到熒光恢復(fù)圖片，用數(shù)碼相機將熒光恢復(fù)圖片記錄下來，此過程在暗處操作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法，其特征在于，所述紙芯片為圓形，直徑:2.00mm-3.0mm，厚度:0.2mm-0.5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法，其特征在于，用于紙芯片處理的氧化石墨稀濃度為0.5-1.0mg/mLo5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法，其特征在于，Hg2+適配體:Cy3-Hg2+_aptamer濃度為5.0-10.ΟμΜ。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法，其特征在于，所述汞離子溶液的濃度為0.2-1000μΜ，由PBS緩沖液配制，調(diào)節(jié)pH為7.2-7.4。
【專利摘要】本發(fā)明屬于紙芯片微流控技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種基于紙芯片的熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測汞離子的方法。本發(fā)明此以玻璃纖維芯片作為載體，利用熒光能量共振轉(zhuǎn)移的方法檢測重金屬汞離子。根據(jù)Cy3熒光染料標記Hg2+適配體（Cy3-Hg2+-aptamer）能特異性結(jié)合Hg2+形成T-Hg2+-T結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，以Cy3-Hg2+-aptamer作為熒光報告分子，氧化石墨烯作為熒光淬滅劑，快速、低成本、直接地檢測Hg2+。紙芯片由普通的家用切割機設(shè)計和切割而成，不需要進一步的修飾或者活化；本發(fā)明還將熒光倒置顯微鏡作為激發(fā)光源為熒光圖片的獲取提供激發(fā)光，最后用數(shù)碼相機將獲取的熒光圖片記錄下來，為疾病診斷和生物分析提供了潛在的需要。
【IPC分類】G01N21/64
【公開號】CN105527266
【申請?zhí)枴緾N201610043793
【發(fā)明人】李花, 方雪恩, 孔繼烈
【申請人】復(fù)旦大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月22日