(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210533957.7 (22)申请日 2022.05.17 (71)申请人 中国工程物理研究院材 料研究所 地址 621700 四川省绵阳市江油市华丰新 村9号 (72)发明人 王晓龙　刘晶晶　李云　付军　 唐伟　熊忠华　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 吴波 (51)Int.Cl. C12Q 1/68(2018.01) C12N 15/11(2006.01) C12N 15/10(2006.01) (54)发明名称 一种铀酰离子荧光传感核酸探针、 试剂盒、 制备方法与应用 (57)摘要 本发明提供了铀酰离子荧光传感核酸探针、 试剂盒、 制备方法与应用， 属于铀酰离子检测技 术领域， 所述探针的基底链序列为2 ‑AP‑39S： 5’ ‑ ACTHMNTATGGAAGAGATGGACGTG ‑3’； 所述探针的酶 链 序 列 为 3 9 E ： 5 ’ ‑ CACGTCCATCTCTGCAGTCGGGTAGTTAAACCGACCTT CAG ACATAYTDAGT ‑3’； 所述HMN为AMA、 TMA、 CMA、 CMT、 AMC、 TMC、 AMG、 TMG、 CMG中的任 意一种， 其中， 所述 基底链序列中的M为2 ‑AP， H与D互补配对， N与Y互 补配对。 该荧光传感核酸探针无需多基团修饰， 可大幅降低探针制备的成本， 由于2 ‑AP深埋于 DNA结构内部， 可有效提升实际检测过程中探针 的抗干扰性。 此外， 本发明的荧光传感核酸探针 特异性强， 响应时间短， 灵敏度高， 是一种现场化 检测铀酰离 子的便携式产品。 权利要求书1页 说明书6页 序列表3页 附图2页 CN 115029412 A 2022.09.09 CN 115029412 A 1.一种铀酰离子荧光传感核酸探针， 其特征在于， 所述探针的基底链序列 为2‑AP‑39S： 5’ ‑ACTHMNTATGGAAGAGATGGACGTG ‑3’； 所述探针的酶链序列为39E： 5 ’ ‑CACGTCCATCTCTGCAG TCGGGTAGTTAAACCGACCTTCA GACATAYTDAGT ‑3’； 所述HMN为AMA、 TMA、 CMA、 CMT、 AMC、 TMC、 AMG、 TMG、 CMG中的任意 一种， 其中， 所述基底 链序列中的M为2 ‑AP， H与D互补配对， N与Y互补配对。 2.根据权利要求1所述 荧光传感核酸探针的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 分别将2‑AP‑39S、 39E与缓冲溶液混合， 得到2 ‑AP‑39S溶液和39E溶液， 混合2 ‑AP‑39S溶 液和39E溶 液得到混合溶 液后进行 退火， 即得。 3.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 所述缓冲溶液包括以下浓度的成分： NaCl 200～400mM， MES 45～55mM。 4.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 所述2 ‑AP‑39S溶液和39E溶液的摩尔 比为1:1.2 ～1.7。 5.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 所述退火的方式为将所述混合溶液 2min内加热至95℃， 保持95℃的温度5mi n， 之后在1h内由95℃冷却至4℃， 自然恢复至室温。 6.根据权利要求2或3所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述缓冲溶 液的pH为5.0～6.3 。 7.一种用于检测铀酰离子的试剂盒， 其特征在于， 所述试剂盒包括权利要求1～6任意 一项所述的荧 光传感核酸探针。 8.根据权利要求7所述的试剂盒， 其特征在于， 所述试剂盒还包括缓冲溶液， 所述缓冲 溶液包括以下浓度的成分： NaCl  200～400mM， MES 45～55mM， pH为5.0～6.3 。 9.根据权利要求1所述的荧光传感核酸探针或权利要求2～6任意一项制备方法制得的 荧光传感核酸探针或权利要求7或8所述的试剂盒在制备检测铀酰离 子产品中的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115029412 A 2一种铀酰离 子荧光传感核酸探针、 试剂盒、 制备方 法与应用 技术领域 [0001]本发明属于铀酰离子检测的技术领域， 尤其涉及一种铀酰离子荧光传感核酸探 针、 试剂盒、 制备 方法与应用。 背景技术 [0002]铀酰离子(UO22+)是金属铀在水体中稳定存在的主要形式， 具有很强的化学毒性， 大量研究表明饮用水中铀酰离子浓度高于30 μg/L(130nM)时会对肾、 肺、 肝等器官的功能造 成严重破坏， 因此， 我国在2017年最新制定 《HJ  840‑2017环境样品中微量铀的分析方法》 中 严格规定了微量铀的排放标准。 铀矿开采与提炼、 核燃料循环、 乏燃料后处理、 核部件加工 等过程都会产生大量的含铀废液， 铀酰离子检测技术是铀废液精准分析、 有效处理、 安全排 放等环节的关键基础技 术之一， 在很大程度上影响着涉核企业 生产效率及区域环境 安全。 [0003]现阶段最成熟的铀酰离子检测主要基于微量铀分析仪、 质谱等设备的分析技术， 从元素种类入手， 通过原子核本征属 性及核外电子电离效应， 定性、 定量测定铀酰离子。 这 些技术虽然 具备很高的检测精度和灵敏度， 但由于 设备昂贵、 体积 较大、 需要较多的制样处 理程序等因素， 使得铀酰离子检测的时间成本和经济成本偏 高， 且难以发展成为具备现场 化检测能力的便携式装备。 [0004]2‑氨基嘌呤(缩写为2 ‑AP)， 是腺嘌呤(缩写为A)的同分异构体， 而A是组成DNA的四 种碱基之一， 因其与腺嘌 呤结构相似， 现有研究已经完全证实， 2 ‑AP与T配对并不影 响DNA的 稳定性， 也不影 响其双链结构， 与 A不同的是， 2 ‑AP具有荧光性质(激发波长为315nm， 发射波 长为365nm)， 而且， 2 ‑AP在双链DNA中， 其荧光强度会由于碱基之间的π ‑π堆叠而淬灭， 在单 链DNA中， 由于π ‑π堆叠的破坏， 2 ‑AP的荧光强度会恢复。 因此， 采用2 ‑AP取代A， 即将2 ‑AP内 植于DNA中， 并利用双链DNA与目标物发生相互作用之后双链结构的破坏， 进 行荧光传感， 是 分子生物学、 生物传感领域常见的方式。 [0005]DNAzyme(39E/39S， 下文中的DNAz yme如无特殊说明， 均指 39E/39S)， 是一种经过体 外筛选和特殊改造的DNA结构， 含有基底链和酶链两条序列， 其中基底序列含有一个切割位 点， 酶序列含有识别并结合金属离子的核酸 “口袋”(催化反应区)， 离子进入口袋后会引起 基底链在切割 位点处断裂。 由于DNAzyme对相应金属 离子具有极强的专一识别度、 敏感度， 切断反应也可瞬时完成， 因此该类探针与其他探针相比更具实际应用的潜力。 但传统 DNAzyme探针仍存在 诸多弊端： 1)该荧光探针需要多基团修饰， 每个探针至少需要三个功能 基团予以修饰， 导致信号基团的修饰耗时、 成本高； 2)信号基团裸露， 易受环 境中杂质干扰； 3)传感体系信噪比低， 导 致检测灵敏度受限。 发明内容 [0006]有鉴于此， 为了克服上述技术问题， 本发明的目的在于提供一种成本低、 灵敏度 高、 抗干扰性 好的新一代铀酰离 子荧光传感核酸探针及其试剂盒。 [0007]为了实现上述发明目的， 本发明提供了以下技 术方案：说　明　书 1/6 页 3 CN 115029412 A 3