一种用于检测锶离子的比色分析检测方法和应用

本发明涉及检测方法，尤其涉及一种用于检测锶离子的比色分析检测方法和应用。

背景技术：

1、核能具有清洁特性、高能量密度、环境兼容性和成本效益等特点，具有替代化石燃料和满足全球能源需求的潜力。然而，核能的发展伴随着许多问题，例如核事故期间放射性核素的排放，这可能对生态系统和人类造成严重伤害。放射性污染水中存在的关键放射性核素，包括90sr（半衰期为28.5年），锶表现出显着的环境流动性，在土壤、河流、湖泊和海水中以不同的浓度被检测到。由于锶的化学性质与钙相似，摄入后很容易被吸收到骨骼中，可能导致骨癌和白血病。因此，鉴于这些典型放射性核素在自然环境中普遍存在，及其对人类健康的不利影响，开发有效的实时检测和根除技术势在必行。

2、目前已有多种方法可用于分析不同样品中的sr2+，如电位法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法（icp-ms）、电化学法和流动注入法。然而，这些技术通常昂贵、耗时，并且需要熟练的操作人员。此外，样品中存在多种干扰金属离子会影响结果的准确性并阻碍特异性检测。虽然研究人员正在探索海水中人工放射性核素的快速检测方法，但目前仍缺乏一种简单快速的人工放射性核素一般检测方法。比色分析是一种经济高效、及时、高效和简化的方法，适用于现场分析和测试。因此，开发一种快速、简单的用于检测sr2+的比色分析尤为重要。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于检测锶离子的比色分析检测方法和应用，本发明的比色分析法能快速的检测出锶离子的含量。

2、本发明提供了基于适配体的比色分析检测方法，包括如下步骤：

3、步骤s1：将锶离子适配体、tris-hcl缓冲液进行混合、孵育；

4、步骤s2：步骤s1孵育完成后，冷却至室温，加入具有锶离子的待测溶液，孵育；

5、步骤s3：步骤s2孵育完成后，加入hac-naac缓冲液（乙酸-乙酸钠缓冲液）、血红素溶液、过氧化氢溶液、3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液(tmb)，反应，对反应后的溶液在655nm处进行可见光吸光度光谱测试，将测试结果带入锶离子标准曲线中，最终获得待测溶液中锶离子的浓度。

6、进一步的，所述锶离子适配体的序列如seq id no.1所示。

7、进一步的，所述seq id no.1为5’-agggttagggttagggttaggg-3’。

8、进一步的，所述tris-hcl缓冲液的制备方法包括：将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液、氯化钠、氯化镁、氯化钾进行混合，调整ph值在8.2，获得缓冲液。

9、进一步的，在tris-hcl缓冲液中，所述三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液、氯化钠、氯化镁、氯化钾的摩尔浓度比为20:100:5:5。

10、进一步的，所述三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液的制备方法包括：使用去离子水充分溶解0.1212g tris（三羟甲基氨基甲烷），在溶液中加入0.0292g edta（乙二胺四乙酸）配合剂，用去离子水定容至100ml后用1m的盐酸溶液调节到ph=7.4，即可得到ph=7.4的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液。

11、进一步的，所述氯化钾在tris-hcl缓冲液中的摩尔浓度为4mm-6mm。

12、进一步的，所述进行混合后，锶离子适配体的摩尔浓度为4μm-6μm。

13、进一步的，所述进行混合后，锶离子适配体的摩尔浓度为5μm。

14、进一步的，所述步骤s1中孵育的温度为93℃-97℃，孵育的时间为9min-11min。

15、进一步的，所述步骤s2中孵育的温度为24℃-26℃，孵育的时间为58min-62min。

16、进一步的，所述室温为16℃-28℃。

17、进一步的，所述锶离子的待测溶液与步骤s1孵育完成后的溶液的体积比为1:1。

18、进一步的，所述hac-naac缓冲液、血红素溶液、过氧化氢溶液、3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液的体积比为380:20:20:10。

19、进一步的，所述hac-naac缓冲液、血红素溶液、过氧化氢溶液、3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液的摩尔浓度比为20000:7:1000:5000。

20、进一步的，所述血红素溶液的制备方法，将血红素分散在二甲基亚砜中。

21、进一步的，所述过氧化氢溶液的制备方法，将过氧化氢分散于去离子水中。

22、进一步的，所述3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液的制备方法，使用少量无水乙醇进行溶解，然后加入去离子水获得相应摩尔浓度的3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液。

23、进一步的，所述hac-naac缓冲液的摩尔浓度为19mm-21mm。

24、进一步的，所述hac-naac缓冲液的ph值为5。

25、进一步的，所述步骤s3中反应的时间为4.5min-5.5min。

26、进一步的，所述锶离子标准曲线制备方法包括：

27、通过步骤s1-步骤s3的方法分别检测锶离子标准溶液，然后以锶离子标准溶液的浓度和各标准溶液对应的可见光吸光度光谱测试的结果，进行线性拟合，得到锶离子标准曲线。

28、进一步的，所述锶离子标准溶液的制备过程包括：

29、将锶溶于去离子水中，分别配置浓度为0.008×10-5mol/l、0.01×10-5mol/l、0.03×10-5mol/l、0.05×10-5mol/l、0.08×10-5mol/l、0.1×10-5mol/l的锶离子标准溶液。

30、本发明还提供了一种用于检测锶离子的比色分析检测方法，包括如下步骤：

31、步骤s1：将锶离子适配体、tris-hcl缓冲液进行混合、孵育；

32、步骤s2：步骤s1孵育完成后，冷却至室温，加入具有锶离子的待测溶液，孵育；

33、步骤s3：步骤s2孵育完成后，加入hac-naac缓冲液（乙酸-乙酸钠缓冲液）、血红素溶液、碘离子溶液、过氧化氢溶液、3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液(tmb)，反应，对反应后的溶液在655nm处进行可见光吸光度光谱测试，将测试结果带入锶离子标准曲线中，最终获得待测溶液中锶离子的浓度。

34、进一步的，所述锶离子适配体的序列如seq id no.1所示。

35、进一步的，所述seq id no.1为5’-agggttagggttagggttaggg-3’。

36、进一步的，所述tris-hcl 缓冲液的制备方法包括：将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液、氯化钠、氯化镁、氯化钾进行混合，调整ph值在8.2，获得缓冲液。

37、进一步的，在tris-hcl缓冲液中，所述三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液、氯化钠、氯化镁、氯化钾的摩尔浓度比为20:100:5:5。

38、进一步的，所述三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液的制备方法包括：使用去离子水充分溶解0.1212g tris（三羟甲基氨基甲烷），在溶液中加入0.0292g edta（乙二胺四乙酸）配合剂，用去离子水定容至100ml后用1m的盐酸溶液调节到ph=7.4，即可得到ph=7.4的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液。

39、进一步的，所述氯化钾在tris-hcl缓冲液中的摩尔浓度为4mm-6mm。

40、进一步的，所述进行混合后，锶离子适配体的摩尔浓度为4μm-6μm。

41、进一步的，所述步骤s1中孵育的温度为93℃-97℃，孵育的时间为9min-11min。

42、进一步的，所述步骤s2中孵育的温度为24℃-26℃，孵育的时间为58min-62min。

43、进一步的，所述室温为16℃-28℃。

44、进一步的，所述锶离子的待测溶液与步骤s1孵育完成后的溶液的体积比为1:1。

45、进一步的，所述hac-naac缓冲液、血红素溶液、碘离子溶液、过氧化氢溶液、3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液的体积比为380:20:20:20:10。

46、进一步的，所述hac-naac缓冲液、血红素溶液、碘离子溶液、过氧化氢溶液、3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液的摩尔浓度比为20000:7:100:1000:5000。

47、进一步的，所述血红素溶液的制备方法，将血红素分散在二甲基亚砜中。

48、进一步的，所述碘离子溶液的制备方法，将碘分散于去离子水中。

49、进一步的，所述过氧化氢溶液的制备方法，将过氧化氢分散于去离子水中。

50、进一步的，所述3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液的制备方法，使用少量无水乙醇进行溶解，然后加入去离子水获得相应摩尔浓度的3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液。

51、进一步的，所述hac-naac缓冲液的摩尔浓度为19mm-21mm。

52、进一步的，所述hac-naac缓冲液的ph值为5。

53、进一步的，所述步骤s3中反应的时间为4.5min-5.5min。

54、进一步的，所述锶离子标准曲线制备方法包括：

55、通过步骤s1-步骤s3的方法分别检测锶离子标准溶液，然后以锶离子标准溶液的浓度的对数和各标准溶液对应的可见光吸光度光谱测试的结果，进行线性拟合，得到锶离子标准曲线。

56、进一步的，所述锶离子标准溶液的制备过程包括：

57、将锶溶于去离子水中，分别配置浓度为0.008×10-7mol/l、0.01×10-7mol/l、0.03×10-7mol/l、0.045×10-7mol/l、0.08×10-7mol/l、0.12×10-7mol/l、0.5×10-7mol/l、0.8×10-7mol/l、5×10-7mol/l、7×10-7mol/l、9×10-7mol/l、15×10-7mol/l、20×10-7mol/l、60×10-7mol/l、70×10-7mol/l的锶离子标准溶液。

58、本发明还提供了所述基于适配体的比色分析检测方法在检测具有锶离子的溶液中的应用。

59、本发明实施例具有以下技术效果：

60、1.在本发明中，首先通过选择sr离子能诱变锶离子适配体，锶离子适配体与sr离子结合形成g4结构，与血红素构建复合物g4-dnazyme/血红素，复合物g4-dnazyme/血红素能催化过氧化氢氧化tmb，使得tmb转化成蓝色氧化物，然后通过可见光吸收光谱测定其吸收度，从而搭建了锶离子与吸收度之间的关系，从而实现通过分光光度法就可以快速检测溶液中的锶离子；

61、在此基础上，在溶液中加入了碘离子，使的碘离子能与复合物g4-dnazyme/血红素协同作用下催化过氧化氢氧化tmb，使的tmb转化成蓝色氧化物，进一步提升分光光度法检锶离子浓度的检出限。

62、2.在本发明的方法中，为了实现本发明检测方法的灵敏性，需要进一步提升锶离子与锶离子适配体之间的亲和性，首先是选择一个能被锶离子诱导折叠可形成g4结构的锶离子适配体，在此基础上，还需要进一步的调控适配体浓度、缓冲液的ph、血红素浓度以及碘离子的浓度，这些参数的调控可进一步提升测试方法的灵敏性。

63、3.本发明的方法的对锶离子的检测范围在0.008×10-5mol/l-0.1×10-5mol/l范围内，在加入碘离子后，锶离子的检测范围在0.008×10-7mol/l-70×10-7mol/l范围内。