CN105543345A - 玉米赤霉烯酮的检测方法及检测试剂盒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种检测玉米赤霉烯酮的方法及试剂盒,该方法包括如下步骤:(A)使玉米赤霉烯酮核酸适体(Apt)和可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA(Sp)杂交,形成杂交链;(B)使该杂交链与待测样品接触,当待测样品中有玉米赤霉烯酮存在时,杂交链与玉米赤霉烯酮反应释放出单链信号探针DNA;(C)利用DNA扩增,使杂交链成双链DNA,然后用外切酶,将双链DNA切成碎片,留下单链信号探针DNA;(D)在银离子还原检测体系中检测体系荧光强度,从而测定待测样品中的真菌毒素玉米赤霉烯酮的含量。所述方法可以消除干扰,提高了玉米赤霉烯酮的检测灵敏度和精度。

Description

玉米赤霉烯酮的检测方法及检测试剂盒
技术领域
本发明属纳米生物传感以及生物检测技术领域,涉及玉米赤霉烯酮的检测方法及检测试剂盒。
背景技术
玉米赤霉烯酮主要由禾谷镰刀菌产生,粉红镰刀菌、窜珠镰刀菌、三线镰刀菌等多种镰刀菌也能产生这种毒素。李季伦1980年研究发现,许多农作物如小麦、大豆等植物中也存在玉米赤霉烯酮。玉米赤霉烯酮主要污染玉米、小麦、大米、大麦、小米和燕麦等谷物。其中玉米的阳性检出率为45%,最高含毒量可达到2909mg/kg;小麦的检出率为20%,含毒量为0.364~11.05mg/kg。玉米赤霉烯酮的耐热性较强,110℃下处理1h才被完全破坏。
玉米赤霉烯酮具有雌激素样作用,能造成动物急慢性中毒,引起动物繁殖机能异常甚至死亡,可给畜牧场造成巨大经济损失。
因此对玉米赤霉烯酮检测显得十分必要。
现有分析方法有色谱、免疫法,前者灵敏度不够,后者存在试剂贵、易失活等缺点。中国专利CN102443585A公开了一种玉米赤霉烯酮核酸适体及其应用,其可用于玉米赤霉烯酮的检测,但存在生物标记的DNA价格昂贵的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题,提供一种检测玉米赤霉烯酮的方法,该方法包括如下步骤:
(A)使玉米赤霉烯酮核酸适体(Apt)和可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA(Sp)杂交,形成杂交链;
(B)使该杂交链与待测样品作用,当待测样品中有玉米赤霉烯酮存在时,杂交链选择性地与玉米赤霉烯酮反应释放出单链信号探针DNA;
(C)为了消除杂交链的干扰,利用DNA扩增,使杂交链成双链DNA,然后用外切酶,将双链DNA切成碎片,留下单链信号探针DNA;
(D)利用银离子在玉米赤霉烯酮核酸适体-玉米赤霉烯酮结合体中不能被还原生成荧光发射峰在630nm左右的银纳米簇,银离子只在单链信号探针DNA(Sp)中还原并生成被Sp修饰的在630nm左右(发射峰位置)有强的荧光发射的银纳米簇的原理,在银离子还原检测体系中检测体系的荧光强度,从而测定待测样品中的真菌毒素玉米赤霉烯酮的含量。
所述银离子还原检测体系包括先后添加的银离子和使银离子迅速还原成单质银的还原剂,例如硼氢化物。例如硼氢化钠。步骤(D)的检测例如包括依次先后向体系中加入银离子溶液和硼氢化钠溶液,反应后生成荧光发射峰在630nm左右的银纳米簇。
在一个实施方式中,所述玉米赤霉烯酮核酸适体为5’-GCATCACTACAGTCATTACGCATCGTGGGGATGGGAGGTTGTTTACGCAGGAGATGTTAATCGTGTGAAGTGC-3’。
在一个实施方式中,所述可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA为5’-CCCCCCACACCCGATCCCCCCGCACTTCACACGATT-3’。
本发明的检测原理如下:先让Apt与Sp杂交(下划线部分);当有玉米赤霉烯酮存在时,杂交链与玉米赤霉烯酮反应释放出Sp;体系中存在Apt-Sp(剩余的),Apt-玉米赤霉烯酮和Sp。银离子在Apt-玉米赤霉烯酮中不能被还原生成荧光发射峰在630nm左右的银纳米簇,Apt-玉米赤霉烯酮的存在对测定无干扰;杂交链可能有干扰;为了消除杂交链的干扰:a.利用DNA扩增,使杂交链成双链DNA,b.用外切酶,将双链DNA切成碎片。此时体系中只留下Sp,银离子在Sp存在下还原并生成被Sp修饰的荧光发射峰在630nm左右的银纳米簇,通过检测体系的荧光强度,从而可以测定真菌毒素玉米赤霉烯酮的含量。由于消除体系中背景荧光的干扰,可以提高检测的灵敏度和精度。
本发明另外提供了一种检测玉米赤霉烯酮的试剂盒,其至少包括:玉米赤霉烯酮核酸适体、可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA、DNA扩增体系、外切酶、银离子还原检测体系。
在上述试剂盒的一个实施方式中,所述玉米赤霉烯酮核酸适体为5’-GCATCACTACAGTCATTACGCATCGTGGGGATGGGAGGTTGTTTACGCAGGAGATGTTAATCGTGTGAAGTGC-3’。
在上述试剂盒的一个实施方式中,所述可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA为5’-CCCCCCACACCCGATCCCCCCGCACTTCACACGATT-3’。
在一个实施方式中,所述DNA扩增体系包括缓冲溶液(Tris-HCl、MgCl2、(NH4)2SO4)、三磷酸脱氧单核苷酸混合溶液(dNTP)和Phi29DNA聚合酶。
在一个实施方式中,所述外切酶为ExoIII核酸外切酶。
本发明还提供了一种可用于检测玉米赤霉烯酮的玉米赤霉烯酮核酸适体,其碱基序列为5’-GCATCACTACAGTCATTACGCATCGTGGGGATGGGAGGTTGTTTACGCAGGAGATGTTAATCGTGTGAAGTGC-3’。
本发明的优点
根据本发明的检测方法和试剂盒,可以消除干扰,提高玉米赤霉烯酮的检测灵敏度和精度。
附图说明
图1为Sp-Ag纳米簇荧光激发与发射光谱。
具体实施方式
以下通过具体实施方式来说明本发明。
本发明的检测玉米赤霉烯酮的试剂盒至少包括:使玉米赤霉烯酮核酸适体、可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA、DNA扩增体系、外切酶、银离子还原检测体系。
在上述试剂盒的一个实施方式中,所述玉米赤霉烯酮核酸适体为5’-GCATCACTACAGTCATTACGCATCGTGGGGATGGGAGGTTGTTTACGCAGGAGATGTTAATCGTGTGAAGTGC-3’。
在上述试剂盒的一个实施方式中,所述可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA为5’-CCCCCCACACCCGATCCCCCCGCACTTCACACGATT-3’。
在一个实施方式中,所述DNA扩增体系包括缓冲溶液(Tris-HCl、MgCl2、(NH4)2SO4)、dNTP和Phi29DNA聚合酶。
在一个实施方式中,所述外切酶为ExoIII核酸外切酶。
使Apt与Sp杂交(下划线部分);当有玉米赤霉烯酮存在时,杂交链与玉米赤霉烯酮反应释放出Sp;体系中存在Apt-Sp(剩余的),Apt-玉米赤霉烯酮和Sp。银离子在Apt-玉米赤霉烯酮中不能被还原生成荧光发射峰在630nm左右的银纳米簇,Apt-玉米赤霉烯酮的存在对玉米赤霉烯酮的测定无干扰;杂交链可能有干扰;为了消除杂交链的干扰:a.利用DNA扩增,使杂交链成双链DNA,b.用外切酶,将双链DNA切成碎片。此时体系中只留下Sp,银离子在Sp存在下还原并生成被Sp修饰的荧光发射峰在630nm左右的银纳米簇,通过检测体系的荧光强度,从而可以测定真菌毒素玉米赤霉烯酮的含量。由于消除了背景荧光,可以提高检测的灵敏度和精度。
具体操作过程如下:
将各DNA储备液在95℃下经加热处理5分钟,使用前,并在室温下放置30分钟。然后,分别取含2.5μmol玉米赤霉烯酮核酸适体(Apt)的杂交缓冲溶液50μL和2.5μmol信号探针DNA(Sp)的杂交缓冲溶液50μL置于2ml离心管中,在37℃下杂交1小时,生成玉米赤霉烯酮核酸适体-信号探针杂交物(Apt-Sp)。
在37℃下,分别依次将浓度为0~50ng/mL的玉米赤霉烯酮添加到Apt-Sp溶液中,玉米赤霉烯酮与玉米赤霉烯酮核酸适体反应,生成核酸适体-玉米赤霉烯酮,释放出Sp。这时,体系中有Sp、剩余(未反应的)AP-Sp和核酸适体-玉米赤霉烯酮等物质。
加入10μL缓冲溶液(缓冲溶液组成为50mMTris-HCl,10mMMgCl2,10mM(NH4)2SO4,pH7.5),然后加入dNTP(10mM)20μL。再向体系中加入2μLPhi29DNA聚合酶(10u/μl),在37℃下反应15分钟,使得以玉米赤霉烯酮核酸适体-信号探针杂交序列(Ap-Sp)为摸板扩增成双链DNA。在65℃下保持10分钟使Phi29DNA去活。
再向该反应体系中加入2μLExoIII核酸外切酶(20u/μL),在37℃下反应30分钟,使选择性地将双链DNA切割成碎片,单链探针Sp不被切割而保留下来。溶液加热至95℃保持5分钟使核酸外切酶ExoIII失活,并将溶液放置于冰浴中迅速冷却至室温。
向反应液中加入25μL1mmol硝酸银和200μL柠檬酸钠缓冲液(10mM,pH7.0)。然后,混合物在室温下避光或暗室中放置10分钟后,在快速搅拌下,加入100μL浓度为350μM的新制备的硼氢化钠溶液。然后在45℃下反应5min。将溶液转移至微量比色皿,以波长为585nm光为激发光,测定体系荧光发射(610-800nm)光谱的荧光强度,进行玉米赤霉烯酮的定量测定,结果如图1所示。
线性范围0.008–0.50ng/mL,检测限1pg/mL,回收率在96.5~106.2%。其它真菌毒素、维生素C、葡萄糖等生物小分子对玉米赤霉烯酮检测无干扰。

Claims (9)

1.一种玉米赤霉烯酮的检测方法,该方法包括如下步骤:
(A)使玉米赤霉烯酮核酸适体(Apt)和可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA(Sp)杂交,形成杂交链;
(B)使该杂交链与待测样品作用,当待测样品中有玉米赤霉烯酮存在时,杂交链选择性地与玉米赤霉烯酮反应释放出单链信号探针DNA;
(C)为了消除杂交链的干扰,利用DNA扩增,使杂交链成双链DNA,然后用外切酶,将双链DNA切成碎片,留下单链信号探针DNA;
(D)利用银离子不能在玉米赤霉烯酮核酸适体-玉米赤霉烯酮结合体中被还原生成荧光发射峰在630nm左右的银纳米簇,银离子只在单链信号探针DNA(Sp)中还原并生成被Sp修饰的在630nm左右有强的荧光发射的银纳米簇的原理,在银离子还原检测体系中检测体系的荧光强度,从而测定待测样品中的真菌毒素玉米赤霉烯酮的含量。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述玉米赤霉烯酮核酸适体为5’-GCATCACTACAGTCATTACGCATCGTGGGGATGGGAGGTTGTTTACGCAGGAGATGTTAATCGTGTGAAGTGC-3’。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA为5’-CCCCCCACACCCGATCCCCCCGCACTTCACACGATT-3’。
4.一种检测玉米赤霉烯酮的试剂盒,其至少包括:使玉米赤霉烯酮核酸适体、可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA、DNA扩增体系、外切酶、银离子还原检测体系。
5.根据权利要求4所述的试剂盒,其中,所述玉米赤霉烯酮核酸适体为5’-GCATCACTACAGTCATTACGCATCGTGGGGATGGGAGGTTGTTTACGCAGGAGATGTTAATCGTGTGAAGTGC-3’。
6.根据权利要求4或5所述的试剂盒,其中,所述可与玉米赤霉烯酮核酸适体杂交的单链信号探针DNA为5’-CCCCCCACACCCGATCCCCCCGCACTTCACACGATT-3’。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的试剂盒,其中,所述DNA扩增体系包括缓冲溶液(Tris-HCl、MgCl2、(NH4)2SO4)、dNTP和Phi29DNA聚合酶。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的试剂盒,其中,所述外切酶为ExoIII核酸外切酶。
9.一种可用于检测玉米赤霉烯酮的玉米赤霉烯酮核酸适体,其碱基序列为5’-GCATCACTACAGTCATTACGCATCGTGGGGATGGGAGGTTGTTTACGCAGGAGATGTTAATCGTGTGAAGTGC-3’。
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