CN109142292A - 一种经g插入序列合成的发光银簇对卡托普利的检测方法 - Google Patents

一种经g插入序列合成的发光银簇对卡托普利的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种经G插入序列合成的发光银簇对卡托普利的检测方法,属于食品、药品检测领域。本发明设计一系列规则的富C碱基DNA序列合成纳米银簇,选择荧光亮度最好的G插入序列合成银簇,并建立了检测卡托普利的方法;向银纳米簇溶液中加入可能含有卡托普利的待测样品,经混合反应后,通过观测所形成的混合反应体系在最大激发波长下的荧光强度,实现对待测样品中的卡托普利的检测。本发明应用该DNA序列合成的银纳米团簇检测卡托普利,其检测的线性范围为0.05μg/mL~5μg/mL,灵敏度可达到0.05μg/mL,具有简便快速、成本低、灵敏度高等优点,可应用于保健品、食品、药物制品等健康产品中卡托普利的检测。

Description

一种经G插入序列合成的发光银簇对卡托普利的检测方法
技术领域
本发明涉及一种经G插入序列合成的发光银簇对卡托普利的检测方法,属于食品、药品检测领域。
背景技术
银纳米簇(AgNCs)作为一种纳米材料,具有光致发光特性和催化活性,在分析化学、生物医学、细胞成像等领域广泛应用。以天然生物DNA为模板合成的DNA-AgNCs具有荧光特性,其荧光强度与DNA序列中的基因排列和结构有关。研究发现,Ag+可以选择性地配位C碱基并形成稳定的C-Ag+-C复合物,G(鸟嘌呤)富集的序列可以提高DNA-AgNCs在检测核酸、ATP、凝血酶和重金属时的荧光强度,而且一些具有高荧光强度的DNA封端的AgNCs通常富含C和G碱基的序列,所以创造性设计一系列规则的DNA序列,以探索插入G碱基的富C序列合成的DNA-AgNCs的荧光强度,可以帮助了解DNA碱基中的规则,并获得高荧光亮度的序列。
卡托普利[1-(D-3-巯基-2-甲基-1-氧代丙基)-L-脯氨酸,简称Cap],是第一代用于治疗高血压的主要用于治疗高血压、冠心病和充血性心力衰竭的血管紧张素转换酶抑制剂。由于卡托普利便宜易得,商家可能会将其非法添加到某些可降低血压的保健品中以提高效果。
目前常用的卡托普利检测手段有气相色谱法、液相-质谱连用法、高效液相色谱法等,这些方法或耗时长、成本高,且需要在专门的实验室中由专业的实验人员进行,或灵敏度低,且容易造成环境污染。由于含巯基药物通过巯基与银纳米簇发生特异性作用,可以高选择性猝灭银纳米簇的荧光。本发明利用筛选得出的G插入序列合成的DNA-AgNCs,具有较高的荧光亮度,并建立了一种新的卡托普利检测方法,操作简单,反应速度快,灵敏度高,可视化程度高。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种卡托普利的荧光检测方法,应用G插入的DNA合成荧光核酸纳米银簇DNA-AgNCs,实现对卡托普利简单、快速、灵敏地进行检测。
在本发明的一种实施方式中,所述DNA-AgNCs含有SEQ ID NO.1所示的DNA。
在本发明的一种实施方式中,所述DNA-AgNCs按下述步骤制备而成:将DNA加入至磷酸盐缓冲液中,配制成DNA溶液,再加入AgNO3水溶液,搅拌20~30s,在0~4℃环境下保持15~30min后,加入NaBH4溶液并剧烈搅拌1~2min,将此混合物在室温下避光保存8~12h;所述DNA、AgNO3和NaBH4的摩尔比为1:6:6。
在本发明的一种实施方式中,所述DNA-AgNCs按下述步骤制备而成:将DNA加入至磷酸盐缓冲液中,获得浓度为5μM的DNA溶液,再按照DNA:AgNO3=1:6的比例加入AgNO3水溶液,搅拌20~30s,在0~4℃环境下保持15~30min后,按照DNA:NaBH4=1:6的比例加入NaBH4溶液并剧烈搅拌1~2min,将此混合物在室温下避光保存8~12h。
在本发明的一种实施方式中,所述方法包括如下步骤:
(1)向所述的DNA-AgNCs纳米簇溶液,加入终浓度为0.1~5mg/L的卡托普利溶液,室温下混合反应20min,于670nm发射光波长下测定荧光强度,建立卡托普利浓度-荧光强度标准曲线;
(2)卡托普利的检测:取待测样品加入至上述银纳米簇溶液中,反应体系为400μL,银簇终浓度为2.5μM,同时加入等量的水作空白对照,20min后,于670nm发射光波长下分别测定荧光强度,与空白对照相比,若荧光强度明显减弱,则该样品含卡托普利。
在本发明的一种实施方式中,所述方法还用于测定样品中的卡托普利浓度,方法的具体步骤包括:
(1)向DNA-AgNCs纳米簇溶液中加入终浓度为0.1~5mg/L的卡托普利溶液,室温下混合反应20min,于670nm发射光波长下测定荧光强度,建立卡托普利浓度-荧光强度标准曲线;
(2)取待测样品加入至上述银纳米簇溶液中,待测样品与银纳米簇溶液的体积比为1~5:1,混合后反应15~20min,于670nm发射光波长下测定荧光强度,将待测样品的荧光强度带入至步骤(1)制备的卡托普利浓度-荧光强度标准曲线,计算待测样品中的卡托普利浓度。
本发明的第二个目的是提供一种高亮度荧光核酸纳米银簇DNA-AgNCs,是将含有SEQ ID NO.1所示的DNA与AgNO3、NaBH4为原料,在磷酸盐缓冲液中制备而成。
在本发明的一种实施方式中,所述荧光核酸纳米银簇DNA-AgNCs是按照下述方式制备而成:取20μL磷酸盐缓冲液,加入终浓度为5μM的DNA水溶液,再加入2.0μL浓度为3.0mM的AgNO3水溶液,搅拌30s,在4℃环境下保持20min后,加入2.0μL新制的NaBH4水溶液并剧烈搅拌1min,将此混合物在室温下避光保存9h,制成DNA-AgNCs纳米簇溶液;
本发明的第三个目的是提供SEQ ID NO.1所示的DNA在荧光检测领域方面的应用。
在本发明的一种实施方式中,所述应用包括制备荧光核酸纳米银簇DNA-AgNCs。
有益效果:本发明中合成的DNA-AgNCs,采用的DNA是经过一系列筛选获得的高荧光亮度的序列,对检测卡托普利具有简单、快速、便携、可视化、灵敏度高等优点,检测灵敏度可达0.05μg/mL,检测线性范围为0.05μg/mL~5μg/mL,可以快速准确地提供检测结果。
附图说明
图1为长度相当的10个不同富C碱基的DNA序列合成的DNA-AgNCs荧光强度对比图,发射波长为670nm,DNA序列从左到右分别为C6T、C4T、C3T、C6A、C4A、C3A、C6G、C4G、C3G、C12;
图2为G碱基数目及插入位置不同的富C碱基的DNA序列合成的DNA-AgNCs荧光强度对比图,发射波长为670nm,DNA序列从左到右分别为C6G、C4G、C3G、C2G、CG、C12;
图3为G碱基数目不同的富C碱基的DNA序列合成的DNA-AgNCs荧光强度对比图,发射波长为670nm,DNA序列从左到右分别为C6G、C6-2G、C6-3G、C6-4G、C6-5G、C6-6G;
图4为C6-5G-AgNCs的飞行时间质谱和透射电子显微镜表征图;
图5为本发明实施例2中测定卡托普利和AgNCs的反应稳定时间的荧光强度趋势图;
图6为本发明实施例2中卡托普利浓度-荧光强度标准曲线图;
图7为本发明实施例3中对于不同物质的选择性分析对比图,样品从左到右分别为空白、浓度为1μg/mL的卡托普利、50μg/mL的淀粉、50μg/mL的糊精、10μg/mL的麦芽糖、20μg/mL的明胶、10μg/mL的蔗糖、50μg/mL的乳糖、10μg/mL的葡萄糖的荧光强度。
图8为本发明实施例4中对于茶样中卡托普利检测的分析图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合实例对本发明做进一步详细说明,但本发明并不仅仅局限于下述实例。
实施例1
采用如下条件制备DNA-AgNCs溶液:
(1)DNA-AgNCs溶液的制备:取20μL磷酸盐缓冲液,加入终浓度为5μM的DNA水溶液,再加入2.0μL浓度为3.0mM的AgNO3水溶液,搅拌30s,在4℃环境下保持20min后,加入2.0μL新制的NaBH4水溶液并剧烈搅拌1min,将此混合物在室温下避光保存9h,制成DNA-AgNCs纳米簇溶液;
(2)DNA序列的筛选:选择表1中不同的富C碱基的DNA序列,按步骤(1)合成DNA-AgNCs,测定其在最大发射波长(670nm)的荧光强度,结果如图1所示,C4A和C6G序列对应的荧光强度较强,分别为26730和27394,可知C6G序列强度最高,故选择G插入序列进一步实验;
表1长度相当的10个不同富C碱基的DNA序列
选择G碱基数目及插入位置不同的富C碱基的DNA序列(表2),按步骤(1)合成DNA-AgNCs,测定其在最大发射波长(670nm)下的荧光强度,结果如图2所示,C6G序列对应的荧光强度最强,达到27394;
表2 G碱基数目及插入位置不同的富C碱基的DNA序列
选择G碱基数目不同的富C碱基的DNA序列(表3),按步骤(1)合成DNA-AgNCs,测定其在最大发射波长(670nm)下的荧光强度,结果如图3所示,C6-5G序列对应的荧光强度最强,达到41963;
表3 G碱基数目不同的富C碱基的DNA序列
(3)DNA-AgNCs的表征:选择荧光亮度最好的DNA序列(C6-5G),合成DNA-AgNCs纳米簇溶液,以罗丹明B为标准对照测定量子产率为28%,通过飞行时间质谱和透射电子显微镜对该纳米银簇进行表征,结果如图4所示,其中5054峰表示C6-5G DNA序列的质量比,而5162峰表示C6-5G-AgNCs的质量比,差值为108,恰好是一个Ag原子,表明每个C6-5G银纳米簇含有一个Ag;用TEM拍摄的AgNCs图像如图4插图所示,可知C6-5G-AgNCs具有非常小的尺寸(<2nm);
(4)确定反应稳定时间:选择荧光亮度最好的DNA序列(C6-5G),按步骤(1)合成C6-5G-AgNCs纳米簇溶液,总反应体积为400μL,其中C6-5G-AgNCs浓度为2.5μM,加入终浓度为1μg/mL的卡托普利,使用荧光光谱仪的时间测量模块来测量荧光强度以及反应时间,每5s记录一次数据,实验结果如图5所示,DNA-AgNCs峰值荧光强度随时间显着下降,然后在约1200s时保持平衡,故选择1200秒(20分钟)作为反应平衡时间;
实施例2
向实施例1制备的浓度为2.5μM的C6-5G-AgNCs纳米簇溶液中加入不同浓度的卡托普利,总反应体积为400μL,卡托普利终浓度分别为0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0μg/mL,充分反应20min后,于670nm发射光波长下测定荧光强度,由此建立卡托普利浓度-荧光强度标准曲线,如图6所示,在卡托普利浓度范围(0~1μg/mL)内有较好的线性关系,线性方程为y=-42774.68x+45953.36(R2=0.9446)。检测灵敏度可达0.05μg/mL,检测线性范围为0.05μg/mL~5μg/mL。
实施例3
总反应体积为400μL,其中C6-5G-AgNCs浓度为2.5μM,向C6-5G-AgNCs纳米簇溶液中分别加入浓度为1μg/mL的卡托普利,50μg/mL的淀粉、50μg/mL的糊精、10μg/mL的麦芽糖、20μg/mL的明胶、10μg/mL的蔗糖、50μg/mL的乳糖、10μg/mL的葡萄糖,并作空白对照,充分反应20min后,于670nm发射光波长下测定荧光强度,以确定C6G5-AgNCs对卡托普利检测的选择性,结果如图7所示,只有添加有卡托普利的C6-5G-AgNCs在荧光中被明显猝灭,空白对照的荧光强度为72251,卡托普利组为7737,淀粉组为63195,乳糖组为50311,且在图7(b)中可直接观察到加入卡托普利的样品的亮度远弱于其他八个,表明C6G5-AgNCs用于检测卡托普利的选择性很好。
实施例4
应用不含卡托普利的的茶样对实施例3的检测方法进行验证。
称取2g青钱柳茶加至200g 95℃热水中,浸提10min,过滤并冷却至室温;取浸提液,加入C6-5G-AgNCs水溶液,二者体积比为1:1;总反应体积为400μL,其中C6-5G-AgNCs浓度为2.5μM,同时将另一相同体积和浓度的C6-5G-AgNCs在水中作空白对照,20min后,分别测定荧光强度,确定茶样中是否含有卡托普利,结果如图8所示,实线黑色线表示空白对照组(以水作为溶剂的C6-5G-AgNCS)荧光光谱,灰色实线表示C6-5G-AgNCs的荧光光谱(以青钱柳提取物作为溶剂)。可以看出,两组之间的荧光强度只有轻微的差异,这表明该茶样中不含卡托普利,茶样中也没有任何影响AgNCs荧光强度的因素。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
SEQUENCE LISTING
<110> 江南大学
<120> 一种经G插入序列合成的发光银簇对卡托普利的检测方法
<160> 17
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 17
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
ccccccgggg gcccccc 17
<210> 2
<211> 13
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
cccccctccc ccc 13
<210> 3
<211> 14
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 3
cccctcccct cccc 14
<210> 4
<211> 15
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 4
ccctccctcc ctccc 15
<210> 5
<211> 13
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 5
ccccccaccc ccc 13
<210> 6
<211> 14
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 6
ccccacccca cccc 14
<210> 7
<211> 15
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 7
cccacccacc caccc 15
<210> 8
<211> 13
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 8
ccccccgccc ccc 13
<210> 9
<211> 14
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 9
ccccgccccg cccc 14
<210> 10
<211> 15
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 10
cccgcccgcc cgccc 15
<210> 11
<211> 12
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 11
cccccccccc cc 12
<210> 12
<211> 14
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 12
ccgccgccgc cgcc 14
<210> 13
<211> 13
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 13
cgcgcgcgcg cgc 13
<210> 14
<211> 14
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 14
ccccccggcc cccc 14
<210> 15
<211> 15
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 15
ccccccgggc ccccc 15
<210> 16
<211> 16
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 16
ccccccgggg cccccc 16
<210> 17
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 17
ccccccgggg ggcccccc 18

Claims (9)

1.一种卡托普利的荧光检测方法,其特征在于,应用G插入的DNA合成荧光核酸纳米银簇DNA-AgNCs进行检测;所述DNA-AgNCs含有SEQ ID NO.1所示序列的DNA。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述DNA-AgNCs按下述步骤制备而成:将含有SEQ ID NO.1所示序列的DNA加入至磷酸盐缓冲液中,配制成DNA溶液,再加入AgNO3水溶液,搅拌20~30s,在0~4℃环境下保持15~30min后,加入NaBH4溶液并剧烈搅拌1~2min,将此混合物在20~25℃下避光保存8~12h;所述DNA、AgNO3和NaBH4的摩尔比为1:5~6:5~6。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,取待测样品加入至上述银纳米簇溶液中反应15~20min,于670±2nm发射光波长下测定荧光强度,以加入等量的水为空白对照;反应后的待测样品与反应后的空白对照相比,若荧光强度明显减弱,则该样品含卡托普利。
4.一种卡托普利的荧光定量检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)向DNA-AgNCs纳米簇溶液中加入终浓度为0.1~5mg/L的卡托普利溶液,室温下混合反应20min,于670nm发射光波长下测定荧光强度,建立卡托普利浓度-荧光强度标准曲线;
(2)取待测样品加入至上述银纳米簇溶液中反应15~20min,于670nm发射光波长下测定荧光强度,将待测样品的荧光强度带入至步骤(1)制备的卡托普利浓度-荧光强度标准曲线,计算待测样品中的卡托普利浓度。
5.一种DNA,其特征在于,含有SEQ ID NO.1所示的序列。
6.权利要求5所述DNA在检测技术领域的应用。
7.一种高亮度荧光核酸纳米银簇DNA-AgNCs,其特征在于,将含有SEQ ID NO.1所示的DNA与AgNO3、NaBH4为原料,在磷酸盐缓冲液中制备而成。
8.一种制备权利要求7所述的高亮度荧光核酸纳米银簇DNA-AgNCs的方法,其特征在于,将DNA加入至磷酸盐缓冲液中,配制成DNA溶液,再加入AgNO3水溶液,搅拌20~30s,在0~4℃环境下保持15~30min后,加入NaBH4溶液并剧烈搅拌1~2min,将此混合物在室温下避光保存8~12h;所述DNA、AgNO3和NaBH4的摩尔比为1:5~6:5~6。
9.权利要求7所述的高亮度荧光核酸纳米银簇DNA-AgNCs在食品、药品检测领域的应用。
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