本發(fā)明專利技術(shù)涉及鉀離子濃度的檢測方法。利用鉀離子調(diào)控可形成G-四鏈體DNA結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的特性以及菁染料超分子聚集體識別G-四鏈體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的特性，將待測樣品加入可形成G-四鏈體的DNA與菁染料混合溶液，根據(jù)溶液的顏色半定量地判斷樣品中的鉀離子濃度范圍。該方法實現(xiàn)了鉀離子濃度的可視化檢測，可開發(fā)成檢測試紙。試劑成分簡單，反應(yīng)過程簡單、不需要特殊或額外儀器，檢測成本低廉，便于行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，具體而言涉及一種。
技術(shù)介紹
人體內(nèi)的鉀是維持細胞生理活動的主要陽離子，是保持機體的正常滲透壓及酸堿平衡，參與糖及蛋白質(zhì)代謝，保證神經(jīng)肌肉的正常功能所必需，其含量是人體生理活動的重要指標。尿液、血清中鉀離子的含量水平在臨床上可用了診斷一些腎臟、心臟等方面的疾病。正常情況下，人體的鉀離子濃度有一個合理的參考范圍，如血清中3.5 5.5mmol/L ;尿液中25 125mmol/24h。當鉀離子高于參考值，表現(xiàn)出高鉀癥，其原因主要 有急性腎功能衰竭、嚴重溶血或組織損傷、急性酸中毒或組織缺氧、腎上腺皮質(zhì)功能減退、醛固酮缺乏、長期應(yīng)用利尿劑、家族性高血鉀等。血清鉀高還可引起嚴重的肌肉、心肌和呼吸功能的抑制性應(yīng)激紊亂，以及特異的心電圖改變。血清鉀高于7mmol/L時，就有這些現(xiàn)象出現(xiàn)，超過lOmmol/L時，即可發(fā)生心室纖顫，心臟停搏而導致死亡。反之當鉀的攝入量不足、鉀丟失嚴重、腎臟疾病轉(zhuǎn)入多尿期等情況時則會出現(xiàn)低鉀癥。現(xiàn)有技術(shù)中測定鉀離子濃度的方法主要有中子活化法、同位素稀釋質(zhì)譜法、化學測定法、火焰光度法、離子選擇電極法、酶動力學法、原子分光光度法等。目前，臨床上經(jīng)常使用的方法是火焰光度法和離子選擇電極法。(I)火焰光度法火焰光度法是一種發(fā)射光譜分析法，利用火焰中激發(fā)態(tài)原子回降至基態(tài)時發(fā)射的光譜強度進行含量分析，可檢測血清、尿液、腦脊液及胸腹水的Na+和K+，該方法屬于經(jīng)典的標準參考法，優(yōu)點是結(jié)果準確可靠，廣為臨床采用。通常采用的定量方法有外標準法和內(nèi)標準法。外標準法一般操作誤差較大，不常采用。內(nèi)標法是標本及標準液采用加進相同濃度的內(nèi)部標準元素進行測定，一般是加入鋰內(nèi)標，測定的是鋰/鉀電流的比值，而不是單獨鉀的電流，這樣，可減小燃氣和火焰溫度波動等因素引起的誤差，因而有較好的準確性。(2)離子選擇電極法(ISE法):在專用儀器上進行血清和尿液的鉀、鈉離子測定。因其具有標本用量少，快速準確，操作簡便等優(yōu)點，是目前所有方法中最為簡便準確的方法，幾乎有取代其他方法的趨勢。其原理是離子選擇電極是一種電化學傳感器，其結(jié)構(gòu)中有一個對特定離子具有選擇性響應(yīng)的敏感膜電極，將離子活度轉(zhuǎn)換成電位信號，在一定范圍內(nèi)，其電位與溶液中特定離子活度的對數(shù)呈線性關(guān)系，通過與已知離子濃度的溶液比較可求得未知溶液的離子活度，按其測定過程又分為直接測定法和間接測定法，目前大部分采用間接測定法，由于間接測定法將待測樣本稀釋后測定，所測離子活度更接近離子濃度。目前主要的電極種類有玻璃膜電極，感應(yīng)材料為玻璃膜；固相電極，由難溶金屬物質(zhì)加壓成型；液態(tài)膜電極，將環(huán)氧樹脂或內(nèi)裝聚氯乙烯作為感應(yīng)膜；纈氨霉素膜制成的K+電極。這些電極都具有一定壽命，使用一段時問后，電極會老化，且價格昂貴。(3)化學測定法目前K+的化學測定主要利用復環(huán)王冠化合物如穴冠醚或球冠醚，亦稱為冠醚，均為離子載體進行測定，由于大環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)有空穴，分子內(nèi)部氧原子有未共用電子對可與金屬離子結(jié)合，根據(jù)空穴大小，可選擇性結(jié)合不同直徑的金屬離子，從而可達到測出離子濃度的目的。(4)酶法酶法測定鉀的原理是利用對丙酮酸激酶的激活作用，后者催化磷酸烯醇式丙酮酸變?yōu)槿樗嵬瑫r伴有還原型輔酶I的消耗，在波長340nm處測NADH的吸光度下降。(5)原子分光光度法也可用于檢測血清中鉀、鈉離子，但操作復雜，誤差較大，不及火焰光度法簡便。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的提供一種利用菁染料超分子與鳥嘌呤四鏈體(G-四鏈體)作用體系檢測鉀離子濃度的新方法，以及應(yīng)用該方法配制而成的鉀離子濃度檢測試劑盒。利用該試劑盒中的試劑，可通過溶液的顏色判斷樣品中的鉀離子濃度范圍，現(xiàn)可視化檢測。 本專利技術(shù)的總體技術(shù)路線為通過加入鉀離子來調(diào)控G-四鏈體結(jié)構(gòu)的形成或構(gòu)象轉(zhuǎn)變，隨之菁染料識別G-四鏈體結(jié)構(gòu)的變化，從而反映出鉀離子的濃度水平。具體為在沒有鈉離子及其他金屬陽離子存在的環(huán)境下，鉀離子促使單鏈的DNA序列轉(zhuǎn)變?yōu)镚-四鏈體結(jié)構(gòu)，隨著G-四鏈體結(jié)構(gòu)的生成，菁染料的聚集形態(tài)發(fā)生變化，從而在顏色上發(fā)生改變，達到肉眼觀測；或者在鈉離子存在的環(huán)境下，DNA序列形成反平行結(jié)構(gòu)G-四鏈體，加入鉀離子反平行G-四鏈體則發(fā)生構(gòu)象轉(zhuǎn)變，隨著G-四鏈體構(gòu)象轉(zhuǎn)變，菁染料的聚集形態(tài)發(fā)生變化，從而在顏色上發(fā)生明顯的變化，從而半定量地判斷樣品中鉀離子濃度范圍。本專利技術(shù)的第一方面提供一種檢測液體樣品中鉀離子濃度范圍的方法，所述方法包括以下步驟(I)用pH6. 2 8. 2的緩沖溶液以一定的鉀離子濃度梯度配制多個溶液樣本，其中每個所述溶液樣本中含有相同濃度的能夠形成G-四鏈體的DNA分子、相同濃度的鈉離子以及相同濃度的菁染料；將配制好的溶液樣本作為標準比色樣品備用；(2)在待測液體樣品中加入能夠形成G-四鏈體的DNA分子、菁染料以及緩沖液，以使待測液體樣品中的能夠形成G-四鏈體的DNA分子的濃度、菁染料的濃度以及pH值與步驟(I)中的溶液樣本一致，從而得到測試溶液，并記錄待測液體樣品被稀釋的比例；(3)將測試溶液與步驟(I)中獲得的標準比色樣品的顏色進行對比，顏色與測試溶液相同的標準比色樣品的鉀離子濃度與測試溶液的鉀離子濃度一致，并通過待測樣品的稀釋比例計算待測樣品的鉀離子濃度。本專利技術(shù)的方法可以方便地用于檢測各種溶液樣品中的鉀離子濃度，例如，可以檢測人或動物血液、尿液或其他體液中的鉀離子濃度。根據(jù)本專利技術(shù)第一方面的方法，其中所述緩沖液選自三羥甲基氨基甲烷-鹽酸(Tris-HCl)緩沖液、硼酸-硼砂緩沖液、三乙醇胺緩沖液、咪唑-鹽酸緩沖液、雙甘氨肽緩沖液、2-氨基-2-甲基-I-丙醇緩沖液、磷酸鈉-磷酸氫鈉緩沖液、巴比妥鈉-鹽酸緩沖液、檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液、甘氨酸-氫氧化鈉緩沖液、硼砂-氫氧化鈉緩沖液或磷酸鈉緩沖液。在本專利技術(shù)的實施方案中，對緩沖液中緩沖劑的濃度并不做特別的限定，但是優(yōu)選的濃度范圍為10 SOmmoI /I,η根據(jù)本專利技術(shù)第一方面的方法，其中所述菁染料為下式I的化合物權(quán)利要求1.一種檢測液體樣品中鉀離子濃度的方法，所述方法包括以下步驟 (1)用PH6.2 8. 2的緩沖溶液以一定的鉀離子濃度梯度配制多個溶液樣本，其中每個所述溶液樣本中含有相同濃度的能夠形成G-四鏈體的DNA分子、相同濃度的鈉離子以及相同濃度的菁染料； (2)在待測液體樣品中加入能夠形成G-四鏈體的DNA分子、菁染料以及緩沖液，以使待測液體樣品中的能夠形成G-四鏈體的DNA分子的濃度、菁染料的濃度以及pH值與步驟(I)中的溶液樣本一致，從而得到測試溶液，并記錄待測液體樣品被稀釋的比例； (3 )將測試溶液與步驟(I)中獲得的標準比色樣品的顏色進行對比，顏色與測試溶液相同的標準比色樣品的鉀離子濃度與測試溶液的鉀離子濃度一致，并通過待測樣品的稀釋比例計算待測樣品的鉀離子濃度。2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述菁染料為式I的化合物，3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述C1-C6的烷基選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、異戊基、正己基或異己基。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中R1選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、異戊基、正己基、異己基、苯基、甲基苯基或二甲基苯基；R2、R3> R4和R5獨立地選自甲基、乙基、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種檢測液體樣品中鉀離子濃度的方法，所述方法包括以下步驟：（1）用pH6.2～8.2的緩沖溶液以一定的鉀離子濃度梯度配制多個溶液樣本，其中每個所述溶液樣本中含有相同濃度的能夠形成G？四鏈體的DNA分子、相同濃度的鈉離子以及相同濃度的菁染料；（2）在待測液體樣品中加入能夠形成G？四鏈體的DNA分子、菁染料以及緩沖液，以使待測液體樣品中的能夠形成G？四鏈體的DNA分子的濃度、菁染料的濃度以及pH值與步驟（1）中的溶液樣本一致，從而得到測試溶液，并記錄待測液體樣品被稀釋的比例；（3）將測試溶液與步驟（1）中獲得的標準比色樣品的顏色進行對比，顏色與測試溶液相同的標準比色樣品的鉀離子濃度與測試溶液的鉀離子濃度一致，并通過待測樣品的稀釋比例計算待測樣品的鉀離子濃度。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：唐亞林，孫紅霞，楊千帆，尚倩，姜薇，蓋偉，向俊鋒，
申請(專利權(quán))人：中國科學院化學研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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