CN110567952B - 一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,包括:1)将待测液加入至纳米金检测液中,判断检测液是否变色;2)将待测液加入至核酸适配体修饰纳米金检测液中,判断检测液是否变色;3)将待测液加入至含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液中,判断检测液是否变色;4)将待测液与含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的混合液进行吸光度测试,并根据吸光度获得待测液中环丙氨嗪的含量。与现有技术相比,本发明操作简便,无需大型仪器即可对三聚氰胺及环丙氨嗪进行定性判断,并可在一定范围内定量检测环丙氨嗪浓度,具有检测速度快、检测结果准确、选择性好、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明属于分析检测方法技术领域,涉及一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法。
背景技术
环丙氨嗪(Cyromazine,Cyr)的化学名为2-环丙胺基-4,6-二氨基三嗪,与阿特拉津、西玛津、莠灭津、扑灭津等同属三嗪类或均三氮苯化合物,是一种高效抑制昆虫生长剂、杀寄生虫类杀虫剂,在畜禽养殖过程中作为饲料添加剂使用。研究表明环丙氨嗪进入动物体内绝大部分以原药或代谢物形式通过奶或者粪尿排泄,随后再经由畜禽粪便暴露在土壤和水环境中。土壤或水环境中的环丙氨嗪通过环境转归再次进入食物链,对不同营养级生物和人体的健康造成潜在隐患。环丙氨嗪在动物和植物体内经脱烷基化作用代谢为三聚氰胺(Melamine,Mel),而三聚氰胺的主要代谢产物为三聚氰酸(Cyanuric acid,CA)、三聚氰酸一酰胺(Ammelide,Amd)和三聚氰酸二酰胺(Ammeline,Amn)。长期涉入三聚氰胺会导致膀胱结石,膀胱癌的发生率明显提高。
对牛奶中环丙氨嗪及其代谢产物的快速检测,可以有效避免有毒有害物质进入人体。环丙氨嗪及其代谢物三聚氰胺是一组分子量小、且极性强的化合物,要想将环丙氨嗪及其相关代谢物从实际样品中提取出来非常困难。美国EPA严格规定了环丙氨嗪必须作为饲料添加剂且只能放置在厩舍喂饲槽中使用,但仍有通过喷洒对饲养场所、堆肥、垃圾等处灭蝇的现象出现。环丙氨嗪经动物口服后绝大部分以原药或代谢产物三聚氰胺形式经动物尿粪排泄,在动物体内残留很少。美国EPA和PRC制定了环丙氨嗪在一系列动植物食品中的最高残留标准,其中牛奶为0.05mg/kg。
根据环丙氨嗪及其代谢产物三聚氰胺在食品中的限量标准要求,目前常用于环丙氨嗪及其代谢产物残留检测的方法有容量分析法、色谱分析方法(如:高效液相色谱法)、免疫化学分析法、光学分析法等。在GB 29704-2013中采用超高效液相色谱-串联质谱法来测定动物性食品中环丙氨嗪的残留。目前,环丙氨嗪类兽药残留检测已列入生乳收购及乳制品产品出厂必检项目,而由于上述检测方法和检测条件的限制,面对庞大的检测数量、巨大的检测成本以及繁重的工作量,现有检测方法已难以满足现场快速检测的需求,这就在客观上要求改进现有的检测方法,开发出高通量、快速、高灵敏的环丙氨嗪检测方法,以满足日常监控要求。
核酸适配体是通过指数富集配体系统体外进化(SELEX)技术,从大量寡聚核苷酸库中筛选出对靶物质具有高特异性和高结核性的核酸片段。但与蛋白质类抗体和生物酶相比,核酸适配体具有更高的亲和力、稳定性和特异性,且易于标记设计出传感器,现已用于核酸、蛋白、无机金属离子及病毒颗粒和细胞的检测。尽管胸腺嘧啶可以与环丙氨嗪的代谢产物三聚氰胺通过氢键结合已有报道,但可与环丙氨嗪特异性结合的核酸适配体还未有筛选或合成出来,并且当待测液中有可能会存在三聚氰胺的干扰时,无法准确获得待测液中环丙氨嗪的含量。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,该检测方法用于检测待测液中是否含有三聚氰胺或环丙氨嗪,并获得待测液中环丙氨嗪的含量,所述的检测方法包括以下步骤:
1)将待测液加入至纳米金检测液中,判断纳米金检测液是否变色;
若纳米金检测液的颜色由酒红色变为紫色或蓝色,则待测液中含有三聚氰胺或环丙氨嗪中的至少一种,并进行步骤2);
若纳米金检测液不变色,则待测液中既不含三聚氰胺,也不含环丙氨嗪,检测过程结束;
2)将待测液加入至核酸适配体修饰纳米金检测液中,判断核酸适配体修饰纳米金检测液是否变色;
若核酸适配体修饰纳米金检测液的颜色由酒红色变为紫色或蓝色,则待测液中含有三聚氰胺,并进行步骤3);
若核酸适配体修饰纳米金检测液不变色,则待测液中不含有三聚氰胺,并且结合步骤1)的结论,可以判断待测液中含有环丙氨嗪,之后进行步骤4);
3)将待测液加入至含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液中,判断含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液是否变色;
若含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的颜色由酒红色变为紫色或蓝色,则待测液中含有环丙氨嗪,并且结合步骤1)与步骤2)的结论,可以判断待测液中同时含有三聚氰胺及环丙氨嗪,之后进行步骤4);
若含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液不变色,则结合步骤1)与步骤2)的结论,可以判断待测液中只含有三聚氰胺,检测过程结束;
4)将待测液与含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的混合液进行吸光度测试,并根据吸光度获得待测液中环丙氨嗪的含量。
进一步地,步骤1)中,所述的待测液与纳米金检测液的体积比为1:(0.8-1.2)。
进一步地,步骤1)中,所述的纳米金检测液中,纳米金的粒径为15-30nm(优选15-20nm),纳米金的浓度为8-12mg/mL,纳米金检测液的溶剂为水,这样可以达到较好的聚集效果,颜色变化更明显。
进一步地,步骤2)中,所述的待测液与核酸适配体修饰纳米金检测液的体积比为1:(0.8-1.2)。
进一步地,步骤2)中,所述的核酸适配体修饰纳米金检测液的制备方法为:在浓度约为8-12mg/mL的纳米金溶液中加入(0.5-1.5)×104nM的核酸适配体溶液,之后在水浴25-35℃条件下反应20-40min,即得到核酸适配体修饰纳米金检测液,其中,所述的核酸适配体溶液的加入量为4-6μL/3mL纳米金溶液,由于三聚氰胺与环丙氨嗪与适配体的亲和力不同,我们通过控制核酸适配体的加入量达到三聚氰胺可以竞争结合下适配体并使反应体系变色而环丙氨嗪不能完全竞争下适配体从而保持反应体系不变色的目的。
进一步地,步骤3)中,所述的待测液与含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的体积比为1:(0.8-1.2)。
进一步地,步骤3)中,所述的含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的制备方法为:在浓度为8-12mg/mL的纳米金溶液中加入(0.5-1.5)×104nM的核酸适配体溶液,并在水浴25-35℃条件下反应20-40min,再加入(0.5-1.5)×103nM的CTAB溶液,混合均匀后,即得到含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,其中,所述的核酸适配体溶液的加入量为4-6μL/3mL纳米金溶液,所述的CTAB溶液的加入量为2-4μL/3mL纳米金溶液,通过控制CTAB的加入量达到聚集检测体系中由于环丙氨嗪对适配体的竞争结合而裸露的纳米金粒子的目的。
进一步地,步骤4)中,酸适配体溶液、CTAB溶液及三氯乙酸溶液的溶剂分均为纯水;
进一步地,步骤4)中,待测液中环丙氨嗪含量的检测方法包括以下步骤:
4-1)取多份含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,分别加入不同浓度的环丙氨嗪标准液,得到浓度分布在0.05-0.5ppm(优选0.1-0.5ppm)的环丙氨嗪标准溶液,之后反应10-20min,待检测液颜色稳定;
4-2)用紫外分光光度计分别测定不同浓度的环丙氨嗪标准溶液在650nm及526nm处的吸光度A650及A526,并计算相应的ΔA,其中,ΔA=A650/A526;
4-3)分别以环丙氨嗪标准溶液的浓度、ΔA为横纵坐标,绘制标准曲线;
4-4)采用紫外分光光度计测定混合液的吸光度,并根据标准曲线,得到待测液中的环丙氨嗪的含量。
进一步地,若待测液为牛奶样品,则在检测前对待测液进行前处理,该前处理的方法如下:将0.5-1.5%的三氯乙酸溶液与待测液以体积比(0.5-1.5):1混合并静置5-15min,再以8000-12000r/min的转速离心8-15min,之后取上层清液,用1.5-2.5mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0-9.0,此时有较好的显色效果,之后开始进行检测。
进一步地,所述的核酸适配体的序列为GGTTGGTTGGTTGGTT,CTAB为十六烷基三甲基溴化铵,三氯乙酸作用为除去牛奶中的蛋白质。
工作原理:
步骤1)中,环丙氨嗪与三聚氰胺均可以使纳米金粒子由分散状态变为聚合状态,使得偶合反应体系的颜色由酒红色变成紫色或蓝色,将反应体系中环丙氨嗪、三聚氰胺的存在和缺失分别用1与0表示,由此可以得到四种组合,分别为(0,0),(1,0),(0,1),(1,1),将反应完体系是否发生变色分别用1与0表示,当反应完体系颜色未发生变化,即仍为酒红色时,定义为0,反之,当反应完体系颜色发生明显变化,即由酒红色变为紫色或蓝色或灰色时,定义为1。因此对于四种组合(0,0),(1,0),(0,1),(1,1),其相应检测结果应分别为0,1,1,1,因此若该步骤中的检测液发生变色,则可推断反应体系中存在环丙氨嗪和三聚氰胺中的至少一种。
步骤2)中,当体系中存在特定的核酸适配体时,核酸适配体可以通过共价键包裹纳米金粒子且不会引起反应体系颜色变化。当向上述体系中分别加入三聚氰胺和环丙氨嗪时,三聚氰胺竞争结合纳米金表面包裹的核酸适配体,失去核酸适配体包裹的纳米金粒子会被体系中过量的三聚氰胺聚集,从而使得反应体系的颜色由酒红色变为紫色或蓝色。而环丙氨嗪对特定核酸适配体的结合力比三聚氰胺弱,通过控制反应体系中核酸适配体的浓度可以使得环丙氨嗪的加入不会完全将纳米金上的核酸适配体竞争结合下来,从而使得反应体系的颜色无明显变化。将反应体系中三聚氰胺(或环丙氨嗪)、特定核酸适配体的存在和缺失分别用1和0表示,由此可以得到四种组合,分别为(0,0),(1,0),(0,1),(1,1)。将反应完体系是否发生变色分别用1与0表示,当反应完体系颜色未发生变化,即仍为酒红色时,定义为0,反之,当反应完体系颜色发生明显变化,即由酒红色变为紫色或蓝色或灰色时,定义为1。因此对于四种组合(0,0),(1,0),(0,1),(1,1),若其相应检测结果分别为0,1,0,0时,则可推断待测液中只存在环丙氨嗪;若其相应检测结果分别为0,1,0,1时,则可推断待测液中存在三聚氰胺,而无法判断环丙氨嗪是否存在。
步骤3)中,将核酸适配体包裹的纳米金作为反应体系的基底,当向体系中加入CTAB时,溶液中核酸适配体通过共价键作用包裹于纳米金颗粒外,并通过电荷作用结合CTAB,形成稳定检测液,从而使溶液颜色无明显变化,而当体系中存在环丙氨嗪时,环丙氨嗪竞争结合部分核酸适配体,使部分失去核酸适配体包裹的纳米金被CTAB结合引起反应体系颜色由酒红色变为紫色或蓝色。将反应体系中环丙氨嗪、CTAB的存在和缺失分别用1和0表示,由此可以得到四种组合,分别为(0,0),(1,0),(0,1),(1,1)。将反应完体系是否发生变色分别用1与0表示,当反应完体系颜色未发生变化,即仍为酒红色时,定义为0,反之,当反应完体系颜色发生明显变化,即由酒红色变为紫色或蓝色时,定义为1。因此对于四种组合(0,0),(1,0),(0,1),(1,1),若相应检测结果分别为0,0,0,1,则可推断反应体系中存在环丙氨嗪。
此外,对于含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,含有环丙氨嗪的待测液的加入使得体系在650nm及526nm处的吸光度发生显著变化,并且当体系中环丙氨嗪浓度在0.05-0.5ppm(优选0.1-0.5ppm)时,A650/A526与环丙氨嗪浓度具有良好的线性关系,步骤4)中环丙氨嗪含量的检测方法即是基于该线性关系制定。
与现有技术相比,本发明具有以下特点:
1)本发明操作简便,无需大型仪器即可定性判断样品中是否含有三聚氰胺及环丙氨嗪,环丙氨嗪的最低检测限达50ppb;
2)本发明可在一定范围内定量检测环丙氨嗪浓度,具有检测速度快、检测结果准确、灵敏度高、选择性好、成本低等优点。
附图说明
图1为本发明中环丙氨嗪及三聚氰胺与纳米金结合的原理示意图;
图2为本发明中环丙氨嗪及核酸适配体与纳米金结合的原理示意图;
图3为本发明中环丙氨嗪、核酸适配体及CTAB与纳米金结合的原理示意图;
图4为CTAB浓度与含有不同浓度环丙氨嗪的含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的吸光度峰值比值关系的曲线图;
图5为核酸适配体浓度与含有不同浓度环丙氨嗪的含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的吸光度峰值比值关系的曲线图;
图6为环丙氨嗪浓度与含有不同浓度环丙氨嗪的含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的吸光度峰值比值的标准曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1:
本实施例用于考察CTAB浓度对检测体系的影响。
分别配置0.25ppm和0.5ppm的环丙氨嗪溶液,与0-100μM不同浓度的CTAB溶液混合,在650nm和526nm波长下进行吸光度测定,并计算相应的A650/A526,结果如图4所示,并通过A650/A526以确定最适CTAB浓度。
实施例2:
本实施例用于考察核酸适配体浓度对检测体系的影响。
分别配置0.25ppm和0.5ppm的环丙氨嗪溶液,并与0-150nM不同浓度的核酸适配体混合,在650nm和526nm波长下进行吸光度测定,并计算相应的A650/A526,结果如图5所示,通过A650/A526以确定最适核酸适配体浓度。
实施例3:
本实施例用于通过环丙氨嗪浓度与吸光度的标准曲线,得到待测液中环丙氨嗪含量,并检验该方法的可靠性。
1)向5mL的离心管中加入3mL的纳米金,再加入5μL 104nM核酸适配体溶液,水浴30min后,加入3μL 103nM CTAB得到含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液;
2)牛奶样品的前处理:在10mL的离心管中,添加3mL 1%三氯乙酸和3mL的牛奶样品,静置10分钟,然后10000r/min离心10分钟,取上层清液后,用2.0mol/L NaOH调节pH;
3)制备已知环丙氨嗪浓度的检测体系:取11支分别装有等量含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的离心管,分别加入不同浓度环丙氨嗪标准液,使得整个检测体系中环丙氨嗪含量维持在0-0.5ppm,反应15min后;
4)记录包括不同浓度环丙氨嗪标准液的检测体系的颜色变化后,用紫外分光光度计分别测定其在650nm和526nm处的吸光值,650nm和526nm处吸光值分别为A650和A526,计算ΔA=A650/A526,以不同浓度环丙氨嗪与不同波长的峰值比值ΔA作图,得到如图6所示的标准曲线图;
5)根据步骤2)所得的经前处理后的待测液加入至步骤1)所得的含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液中,并根据步骤3)及步骤4)的方法测定吸光度并计算得到ΔA,之后结合步骤4)所得的标准曲线,求得样品中环丙氨嗪含量;
6)验证:用本发明方法测定三份含环丙氨嗪浓度分别为0.1、0.25、0.5ppm的牛奶,得到的回收率为90-120%,证明了本方法的可靠性。
实施例4:
本实施例以约为10mg/mL的纳米金溶液作为纳米金检测液,并以纳米金溶液为原料分别制备核酸适配体修饰纳米金检测液,以及含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液。
纳米金溶液:纳米金的粒径分布为15-30nm;
核酸适配体修饰纳米金检测液:在3mL纳米金溶液中加入4μL 0.5×104nM的核酸适配体溶液,之后在水浴条件下反应20min,即得到核酸适配体修饰纳米金检测液;
含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液:在3mL纳米金溶液中加入4μL0.5×104nM的核酸适配体溶液,并在水浴条件下反应20min,再加入2μL 0.5×103nM的CTAB溶液,混合均匀后,即得到含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液;
其中,核酸适配体的序列为GGTTGGTTGGTTGGTT。
实施例5:
本实施例以浓度约为8mg/mL的纳米金溶液作为纳米金检测液,并以纳米金溶液为原料分别制备核酸适配体修饰纳米金检测液,以及含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液。
纳米金溶液:纳米金的粒径分布为15-30nm;
核酸适配体修饰纳米金检测液:在3mL纳米金溶液中加入6μL 1.5×104nM的核酸适配体溶液,之后在水浴条件下反应40min,即得到核酸适配体修饰纳米金检测液;
含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液:在3mL纳米金溶液中加入6μL1.5×104nM的核酸适配体溶液,并在水浴条件下反应40min,再加入4μL 1.5×103nM的CTAB溶液,混合均匀后,即得到含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液;
其中,核酸适配体的序列为GGTTGGTTGGTTGGTT。
实施例6:
本实施例以浓度约为12mg/mL的纳米金溶液作为纳米金检测液,并以纳米金溶液为原料分别制备核酸适配体修饰纳米金检测液,以及含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液。
纳米金溶液:纳米金的粒径分布为15-20nm;
核酸适配体修饰纳米金检测液:在3mL纳米金溶液中加入5μL 104nM的核酸适配体溶液,之后在水浴条件下反应30min,即得到核酸适配体修饰纳米金检测液;
含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液:在3mL纳米金溶液中加入5μL 104nM的核酸适配体溶液,并在水浴条件下反应30min,再加入3μL(0.5-1.5)×103nM的CTAB溶液,混合均匀后,即得到含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液;
其中,核酸适配体的序列为GGTTGGTTGGTTGGTT。
实施例7:
本实施例采用实施例6所制备的含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,绘制标准曲线图。
1)取15份含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,分别加入不同浓度的环丙氨嗪标准液,得到浓度分布在0.1-0.5ppm的环丙氨嗪标准溶液,之后反应20min,待检测液颜色稳定;
2)记录不同浓度的环丙氨嗪标准溶液的颜色变化,之后用紫外分光光度计分别测定不同浓度的环丙氨嗪标准溶液在650nm及526nm处的吸光度A650及A526,并计算相应的ΔA,其中,ΔA=A650/A526;
3)以环丙氨嗪标准溶液的浓度为横坐标,ΔA为纵坐标,绘制标准曲线。
实施例8:
本实施例为对待测牛奶样品进行前处理,该前处理的步骤如下:将0.5%的三氯乙酸溶液与待测液以体积比0.5:1混合,静置5min,再以8000r/min的转速离心8min,之后取上层清液,用1.5mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0,即得到前处理后的待测牛奶样品。
实施例9:
本实施例为对待测牛奶样品进行前处理,该前处理的步骤如下:将1.5%的三氯乙酸溶液与待测液以体积比1.5:1混合,静置15min,再以12000r/min的转速离心15min,之后取上层清液,用2.5mol/L的NaOH溶液调节pH至8.0,即得到前处理后的待测牛奶样品。
实施例10:
本实施例为对待测牛奶样品进行前处理,该前处理的步骤如下:将1%的三氯乙酸溶液与待测液以体积比1:1混合,静置10min,再以10000r/min的转速离心12min,之后取上层清液,用2mol/L的NaOH溶液调节pH至9.0,即得到前处理后的待测牛奶样品。
实施例11:
本实施例采用实施例6所制备的纳米金检测液、核酸适配体修饰纳米金检测液,以及含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,对实施例10得到的经前处理后的待测牛奶样品进行检测。
1)将少量待测液加入至纳米金检测液中,发现纳米金检测液的颜色由酒红色变为紫色或蓝色,则待测液中含有三聚氰胺或环丙氨嗪中的至少一种;
2)将少量待测液加入至核酸适配体修饰纳米金检测液中,发现核酸适配体修饰纳米金检测液的颜色由酒红色变为紫色或蓝色,则待测液中含有三聚氰胺;
3)将少量待测液加入至含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液中,发现含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的颜色由酒红色变为紫色或蓝色,则待测液中含有环丙氨嗪,并且结合步骤1)与步骤2)的结论,可以判断待测液中同时含有三聚氰胺及环丙氨嗪;
4)将少量待测液与含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的混合液进行吸光度测试,并计算ΔA,根据实施例7中绘制的标准曲线,获得待测牛奶样品中环丙氨嗪的含量。
工作原理:
如图1所示,步骤1)中,环丙氨嗪与三聚氰胺均可以使纳米金粒子由分散状态变为聚合状态,使得偶合反应体系的颜色由酒红色变成紫色或蓝色,将反应体系中环丙氨嗪、三聚氰胺的存在和缺失分别用1与0表示,由此可以得到四种组合,分别为(0,0),(1,0),(0,1),(1,1),将反应完体系是否发生变色分别用1与0表示,当反应完体系颜色未发生变化,即仍为酒红色时,定义为0,反之,当反应完体系颜色发生明显变化,即由酒红色变为紫色或蓝色或灰色时,定义为1。因此对于四种组合(0,0),(1,0),(0,1),(1,1),其相应检测结果应分别为0,1,1,1,因此若该步骤中的检测液发生变色,则可推断反应体系中存在环丙氨嗪和三聚氰胺中的至少一种。
如图2所示,步骤2)中,当体系中存在特定的核酸适配体时,核酸适配体可以通过共价键包裹纳米金粒子且不会引起反应体系颜色变化。当向上述体系中分别加入三聚氰胺和环丙氨嗪时,三聚氰胺竞争结合纳米金表面包裹的核酸适配体,失去核酸适配体包裹的纳米金粒子会被体系中过量的三聚氰胺聚集,从而使得反应体系的颜色由酒红色变为紫色或蓝色。而环丙氨嗪对特定核酸适配体的结合力比三聚氰胺弱,通过控制反应体系中核酸适配体的浓度可以使得环丙氨嗪的加入不会完全将纳米金上的核酸适配体竞争结合下来,从而使得反应体系的颜色无明显变化。将反应体系中三聚氰胺(或环丙氨嗪)、特定核酸适配体的存在和缺失分别用1和0表示,由此可以得到四种组合,分别为(0,0),(1,0),(0,1),(1,1)。将反应完体系是否发生变色分别用1与0表示,当反应完体系颜色未发生变化,即仍为酒红色时,定义为0,反之,当反应完体系颜色发生明显变化,即由酒红色变为紫色或蓝色或灰色时,定义为1。因此对于四种组合(0,0),(1,0),(0,1),(1,1),若其相应检测结果分别为0,1,0,0时,则可推断待测液中只存在环丙氨嗪;若其相应检测结果分别为0,1,0,1时,则可推断待测液中存在三聚氰胺,而无法判断环丙氨嗪是否存在。
如图3所示,步骤3)中,将核酸适配体包裹的纳米金作为反应体系的基底,当向体系中加入CTAB时,溶液中核酸适配体通过共价键作用包裹于纳米金颗粒外,并通过电荷作用结合CTAB,形成稳定检测液,从而使溶液颜色无明显变化,而当体系中存在环丙氨嗪时,环丙氨嗪竞争结合部分核酸适配体,使部分失去核酸适配体包裹的纳米金被CTAB结合引起反应体系颜色由酒红色变为紫色或蓝色。将反应体系中环丙氨嗪、CTAB的存在和缺失分别用1和0表示,由此可以得到四种组合,分别为(0,0),(1,0),(0,1),(1,1)。将反应完体系是否发生变色分别用1与0表示,当反应完体系颜色未发生变化,即仍为酒红色时,定义为0,反之,当反应完体系颜色发生明显变化,即由酒红色变为紫色或蓝色时,定义为1。因此对于四种组合(0,0),(1,0),(0,1),(1,1),若相应检测结果分别为0,0,0,1,则可推断反应体系中存在环丙氨嗪。
此外,对于含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,含有环丙氨嗪的待测液的加入使得体系在650nm及526nm处的吸光度发生显著变化,并且当体系中环丙氨嗪浓度在0.05-0.5ppm(优选0.1-0.5ppm)时,A650/A526与环丙氨嗪浓度具有良好的线性关系,步骤4)中环丙氨嗪含量的检测方法即是基于该线性关系制定。
实施例12:
本实施例采用实施例6所制备的纳米金检测液、核酸适配体修饰纳米金检测液,以及含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,采用与实施例10相同的方法对本实施例中的待测牛奶样品进行前处理,并对前处理后的待测牛奶样品进行检测,该检测过程如下:
将少量待测液加入至纳米金检测液中,发现纳米金检测液不变色,则待测液中既不含三聚氰胺,也不含环丙氨嗪,检测过程结束。
实施例13:
本实施例采用实施例6所制备的纳米金检测液、核酸适配体修饰纳米金检测液,以及含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,采用与实施例10相同的方法对本实施例中的待测牛奶样品进行前处理,并对前处理后的待测牛奶样品进行检测,该检测过程如下:
1)将少量待测液加入至纳米金检测液中,发现纳米金检测液的颜色由酒红色变为紫色或蓝色,则待测液中含有三聚氰胺或环丙氨嗪中的至少一种;
2)再取少量待测液加入至核酸适配体修饰纳米金检测液中,发现核酸适配体修饰纳米金检测液不变色,则待测液中不含有三聚氰胺,而含有环丙氨嗪;
3)另取少量待测液与含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的混合液进行吸光度测试,并计算ΔA,根据实施例7中绘制的标准曲线,获得待测牛奶样品中环丙氨嗪的含量。
实施例14:
本实施例采用实施例6所制备的纳米金检测液、核酸适配体修饰纳米金检测液,以及含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,采用与实施例10相同的方法对本实施例中的待测牛奶样品进行前处理,并对前处理后的待测牛奶样品进行检测,该检测过程如下:
1)将少量待测液加入至纳米金检测液中,发现纳米金检测液的颜色由酒红色变为紫色或蓝色,则待测液中含有三聚氰胺或环丙氨嗪中的至少一种;
2)将少量待测液加入至核酸适配体修饰纳米金检测液中,发现核酸适配体修饰纳米金检测液的颜色由酒红色变为紫色或蓝色,则待测液中含有三聚氰胺;
3)将少量待测液加入至含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液中,发现含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液不变色,则结合步骤1)与步骤2)的结论,可以判断待测液中只含有三聚氰胺,检测过程结束。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,该检测方法用于检测待测液中是否含有三聚氰胺或环丙氨嗪,并获得待测液中环丙氨嗪的含量,其特征在于,所述的检测方法包括以下步骤:
1)将待测液加入至纳米金检测液中,判断纳米金检测液是否变色;
若纳米金检测液变色,则待测液中含有三聚氰胺或环丙氨嗪中的至少一种,并进行步骤2);
若纳米金检测液不变色,则待测液中既不含三聚氰胺,也不含环丙氨嗪,检测过程结束;
2)将待测液加入至核酸适配体修饰纳米金检测液中,判断核酸适配体修饰纳米金检测液是否变色;
若核酸适配体修饰纳米金检测液变色,则待测液中含有三聚氰胺,并进行步骤3);
若核酸适配体修饰纳米金检测液不变色,则待测液中不含有三聚氰胺,而含有环丙氨嗪,并进行步骤4);
3)将待测液加入至含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液中,判断含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液是否变色;
若含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液变色,则待测液中同时含有三聚氰胺及环丙氨嗪,并进行步骤4);
若含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液不变色,则待测液中只含有三聚氰胺,检测过程结束;
4)将待测液与含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的混合液进行吸光度测试,并根据吸光度得到待测液中环丙氨嗪的含量;
所述的核酸适配体的序列为GGTTGGTTGGTTGGTT。
2.根据权利要求1所述的一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,其特征在于,步骤1)中,所述的待测液与纳米金检测液的体积比为1:(0.8-1.2)。
3.根据权利要求1所述的一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,其特征在于,步骤1)中,所述的纳米金检测液中,纳米金的粒径为15-30nm,纳米金的浓度为8-12mg/mL,纳米金检测液的溶剂为水。
4.根据权利要求1所述的一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,其特征在于,步骤2)中,所述的待测液与核酸适配体修饰纳米金检测液的体积比为1:(0.8-1.2)。
5.根据权利要求1所述的一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,其特征在于,步骤2)中,所述的核酸适配体修饰纳米金检测液的制备方法为:在浓度为8-12mg/mL的纳米金溶液中加入(0.5-1.5)×104nM的核酸适配体溶液,之后在水浴25-35℃条件下反应20-40min,即得到核酸适配体修饰纳米金检测液,其中,所述的核酸适配体溶液的加入量为4-6μL/3mL纳米金溶液。
6.根据权利要求1所述的一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,其特征在于,步骤3)中,所述的待测液与含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的体积比为1:(0.8-1.2)。
7.根据权利要求1所述的一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,其特征在于,步骤3)中,所述的含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液的制备方法为:在浓度为8-12mg/mL的纳米金溶液中加入(0.5-1.5)×104nM的核酸适配体溶液,并在水浴25-35℃条件下反应20-40min,这样可以让适配体更好的包裹纳米金同时本身不会失活;再加入(0.5-1.5)×103nM的CTAB溶液,混合均匀后,即得到含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,其中,所述的核酸适配体溶液的加入量为4-6μL/3mL纳米金溶液,所述的CTAB溶液的加入量为2-4μL/3mL纳米金溶液。
8.根据权利要求1所述的一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,其特征在于,步骤4)中,待测液中环丙氨嗪含量的检测方法包括以下步骤:
4-1)取多份含CTAB的核酸适配体修饰纳米金检测液,分别加入不同浓度的环丙氨嗪标准液,得到浓度分布在0.05-0.5ppm的环丙氨嗪标准溶液,之后反应10-20min;
4-2)用紫外分光光度计分别测定不同浓度的环丙氨嗪标准溶液在650nm及526nm处的吸光度A650及A526,并计算相应的峰值比值ΔA,即ΔA=A650/A526;
4-3)分别以环丙氨嗪标准溶液的浓度、ΔA为横纵坐标,绘制标准曲线;
4-4)采用紫外分光光度计测定混合液的吸光度,并根据标准曲线,得到待测液中的环丙氨嗪的含量。
9.根据权利要求1所述的一种基于核酸适配体修饰纳米金的环丙氨嗪检测方法,其特征在于,若待测液为牛奶样品,则在检测前对待测液进行前处理,该前处理的方法如下:将0.5-1.5%的三氯乙酸溶液与待测液以体积比(0.5-1.5):1混合并静置5-15min,再以8000-12000r/min的转速离心8-15min,之后取上层清液,用1.5-2.5mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0-9.0,此时有较好的显色效果,之后开始进行检测。
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