西北高原所CD光盘分析化学合作研究取得新进展

2011-4-01 09:33 来源: 中国科学院
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  利用CD光盘读取方法测定重金属铅离子的原理图

  中科院西北高原生物研究所特色生物资源研究中心王洪伦副研究员在中科院公派留学计划的资助下,与加拿大西蒙菲沙大学(Simon Fraser University)Hua-zhong Yu教授合作,共同开展了CD光盘分析化学方面的研究。通过前期的合作研究,建立了利用CD光盘读取方法测定重金属铅离子的方法。

  对于重金属二价铅离子的分析测定方法主要有色谱光谱学方法如原子吸收光谱法、高效液相色谱-质谱法,络合滴定法,电化学法等,上述方法存在样品处理过程繁琐、需专门分析人员、仪器昂贵、测试成本高等缺点。本研究的目的就是要建立一种快速、简便、低成本的测试体系。本研究中使用的脱氧核糖核酸酶8-17DNAzyme是一种典型的DNA酶,其基本结构为双链DNA分子,一条链为底物链17DS,另一条为酶链17E。8-17DNAzyme对二价铅离子具有特异性,在二价铅离子存在的情况下底物连17DS会在固定的位点剪切而断裂,而不受其他金属离子的干扰。针对这一性质,研究人员首先将普通的CD光盘通过紫外线和臭氧存在的条件下将光盘表面活化形成羧基,并将8-17DNAzyme氨基修饰后将其通过氨基和羧基的化学键结合使8-17DNAzyme体系连接到CD表面,对17DS修饰后和带有Biotin基团的DNA链特异配对结合,Biotin会与Streptavidin蛋白特异结合,Streptavidin蛋白通过银离子染色后在CD表面形成银的条带,可以通过光驱读取信号,待检测的溶液中二价铅离子的存在会破坏DNAzyme的体系,从而会使信号减弱或消失,从而可以利用这个性质进行铅离子的快速检测。

  该研究成果已发表在Analytical Chemistry杂志上(Computer-Readable DNAzyme Assay on Disc for ppb-Level Lead Detection,2011,83,1557-1563. IF=5.214)。Chemical & Engineering News评价报道了该研究(http://pubs.acs.org/cen/news/89/i08/8908scene.html)。