适配体荧光传感技术在重金属及农药检测中的应用研究

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本文从常见威胁公共安全的物质——重金属离子以及有机磷农药检测的重点和难点问题出发,结合核酸适配体优化筛选技术,构建了利用双荧光团之间共振能量转移的核酸适配体荧光传感器,实现水溶液体系中铊离子以及敌敌畏的检测,并考察其稳定性、选择性、作用机理等。本文开展的主要工作内容如下:(1)构建了用于铊离子检测的双标记核酸适配体荧光传感器。基于PS2.M的自发荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)现象,以花菁类Cy3和Cy5分别作为荧光能量供体和能量受体,利用poly-T延伸策略技术,设计不同长度的PS2.M-n序列作为识别元件,在降低自发FRET现象的同时,筛选出最佳的核酸适配体荧光探针Cy3-PS2.M-7-Cy5,用于溶液中铊离子的检测,同时结合荧光光谱、CD光谱以及紫外熔融实验对该荧光探针与铊离子的结合机理进行分析。在本实验条件下,铊离子的检测适用范围在0-10.0 mM,最低检测限为30.1μM。(2)构建用于溶液中敌敌畏检测的双标记核酸适配体荧光传感器。以Cy花菁类系列染料作为信号指示元件,合成了两类双标记核酸适体探针Cy3-DV55-Cy5及Cy3-DV65-Cy5。将敌敌畏和另外16种常见农药作为选择性和抗干扰实验对象,评估两类双标记核酸适体探针检测敌敌畏的特异性、亲和力以及灵敏度。结果显示Cy3-DV55-Cy5对DDVP具有更好选择性,检测方法的线性范围为0-100μM,检测限为150 nM。本探针成功应用于蔬菜样品中的敌敌畏的检测,同时结合荧光光谱以及碱基的紫外可见光谱探讨了敌敌畏与核酸适配体的结合机理。
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