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砷(As)是一种有毒的积蓄性重金属元素,普遍存在于自然界中。As本身无毒性,但砷化合物均有毒性,其中存在的四种价态中以As3+毒性最大,约为其他价态As的60倍。近年来,我国食品中砷污染事件频发,严重威胁着我国人民的身体健康与生命安全,其中包括癌症、心血管和神经系统等相关疾病,已逐渐成为食品安全的重要问题。本研究拟通过核酸适配体技术实现三价砷的精准检测,核酸适配体是通过(指数富集配体系统进化)SELEX技术筛选出来的能识别特定靶分子的单链寡核苷酸序列,具有稳定的二级结构、高亲和力、高特异性、空间结构多样、靶标分子广泛和便于化学修饰等特点,被喻为“化学抗体”和“第四代抗体技术”。本文基于氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)对单链寡核苷酸(ss DNA)的强吸附作用,但对结合靶标的ss DNA吸附能力较弱原理,制定了针对重金属砷的GO-SELEX筛选方案。利用氧化石墨烯作为分离介质,从全长为100 bp,中间含有40个随机序列的初始ss DNA文库中筛选与重金属砷高亲和、高特异结合的ss DNA。初始文库经过预处理后与砷标准溶液孵育,再加入氧化石墨烯,不能与重金属砷结合的ss DNA被吸附在氧化石墨烯上,然后离心,弃去沉淀取上清液,上清液中保留与砷结合的ss DNA,再经乙醇沉淀回收、PCR扩增、产物纯化,最后经链霉亲和素琼脂糖微珠法分离制备单链次级文库。每轮筛选结束计算ss DNA的回收率,经过5轮筛选后测得回收率趋于平稳进行一轮负筛选,除去能与同类其他重金属结合的ss DNA,此过程共进行了10轮筛选。将第10轮筛选后的ss DNA,经乙醇沉淀回收、PCR扩增、产物纯化后进行克隆、测序共获得30条不同的核酸适配体序列。对30条不同候选核酸适配体进行分析比对,选取6条序列Ars-3、Ars-12、Ars-16、Ars-17、Ars-22和Ars-25。利用氧化石墨烯具有淬灭荧光基团的特性,构建一种基于氧化石墨烯及核酸适配体的As3+荧光检测法,对核酸适配体的亲和力及特异性进行鉴定。以荧光基团FAM标记核酸适配体,在95℃变性10 min,室温(25℃)下复性5 min后,核酸适配体与GO孵育结合(结合的质量比为1:300),再加入不同浓度的As3+进行孵育,离心取上清液并测得荧光强度值,利用Graph Pad Prism 5.0软件进行非线性拟合,计算每条序列的解离常数(Kd)值分别为105.7±6.13 nmol/L、126.0±19.05 nmol/L、153.5±53.27nmol/L、207.7±12.22 nmol/L、52.68±32.17 nmol/L、及194.9±21.03 nmol/L,得出不同浓度的As3+和结构不同的核酸适配体的识别结合活性均不同,其中核酸适配体Ars-22与As3+结合活性最灵敏,特异性较高。最后利用核酸适配体Ars-22荧光检测法进行了实际样品的加样回收试验,成功实现对豆酱中As3+的检测,回收率在81.7%到92.2%,稳定性较好。