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美國伊利諾斯學(xué)者發(fā)明使用DNA檢測鉛的傳感器

　　鉛是造成環(huán)境污染的一種普通元素，可以引起許多健康問題，尤其是在兒童中這種危害更為明顯。目前的鉛檢測技術(shù)需要有復(fù)雜的設(shè)備或樣品處理。現(xiàn)在，伊利諾斯大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)明了一種進(jìn)行實(shí)時(shí)原位鉛離子檢測的簡單、經(jīng)濟(jì)的方法。

　　伊利諾斯大學(xué)化學(xué)教授Yi Lu說：“我們的鉛傳感器的特征在于，它們含由小的，與構(gòu)成我們基因的“基礎(chǔ)”相同的DNA片斷�！盌NA是一種遺傳物質(zhì)，堿基的不同組合，或者說序列決定個(gè)人的各種特征，如眼睛的顏色，頭發(fā)的顏色和高度。

　　Lu說：“這種傳感器代表了新一類簡單的，環(huán)境安全傳感器，并且是第一個(gè)檢測金屬離子的催化性DNA生物傳感器的例子�！痹搨鞲衅鹘Y(jié)合了催化DNA的高度金屬離子選擇性，和熒光檢測的高度敏感性。因?yàn)镈NA分子穩(wěn)定，成本低，易于形成可見纖維和芯片，這種催化DNA系統(tǒng)是一種在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)鉛檢測的理想“候選者”，如用于環(huán)境監(jiān)測，臨床毒理學(xué)檢測和工業(yè)加工監(jiān)測。

　　為了尋找可以從其它金屬離子中區(qū)分出鉛離子的特異DNA序列，Lu和一名研究生Jing Li使用了一種名為體外選擇的方法。這種選擇過程可以獲得大量的DNA序列樣品（多達(dá)1000萬億個(gè)分子），通過多聚酶鏈反應(yīng)擴(kuò)增所需序列，以及進(jìn)行突變以提高效果。

　　使用體外選擇，Lu和Li發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)專一與鉛離子反應(yīng)的DNA序列。為了增加傳感器的靈敏性，研究者將一個(gè)熒光標(biāo)簽加到專一性DNA序列上。

　　盡管大部分的DNA分子是雙鏈結(jié)構(gòu)，但Lu和Li選擇的接觸反應(yīng)性DNA卻是但鏈結(jié)構(gòu)，并且可以象蛋白一樣纏繞包裹起來。在這個(gè)單鏈中，研究者們塑造了一個(gè)特異的結(jié)合位點(diǎn)——一種只能夠容納選擇的金屬離子的口袋。

　　Lu說：“該工作的機(jī)理表明這種方法也可以用來獲得其它有毒（如汞和鎘）或有益的（如鈣和鉀）金屬離子的生物傳感器。同時(shí)，我們可以了解產(chǎn)生金屬特異性的DNA的序列和結(jié)構(gòu)因素。”

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