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“铅污染”有了制胜法宝 传感器和试纸条同检测
2013.07.04   点击307次

铅的危害

省疾控中心发布2012年业务技术报告蓝皮书,专家研究小组针对省内重点地区重金属污染对当地儿童的健康影响,首次进行了调查和评估,调查发现,镉、铅对儿童存在潜在危害。

“人体吸收铅元素主要就两条途径,消化道和呼吸道,儿童对铅的吸收率要大大高于成人,首先因为儿童自身排铅能力不及成人,其次离地面1米左右的位置,是空气中含铅浓度最高的,这个高度的儿童最易吸入铅污染的空气,造成体内铅超标。”杭州市红会医院职业病科胡祖应主任医师说。

除此之外,竺智伟医生补充解释,儿童消化道对铅吸收率要比成人高出5—10倍。并且儿童胃排空也比成人快,而通常在胃排空的状态下,铅的吸收率会大幅增加;同时儿童较多手口动作,使得环境中的铅更多地通过手带入口中进入体内。

胡祖应表示:“铅超标或者铅中毒都会引起儿童的神经系统、血液系统以及消化系统的一系列异常表现,尤其容易导致儿童冲动、多动、注意力不集中、记忆力下降等。而长期接触一定剂量的镉主要导致肾脏损害,造成钙、磷和维生素D代谢障碍,进而造成骨质软化和疏松,慢性镉中毒者可能出现神经、免疫、生殖系统损害。”

美国学者发明使用DNA检测铅的传感器

铅是造成环境污染的一种普通元素,可以引起许多健康问题,尤其是在儿童中这种危害更为明显。目前的铅检测技术需要有复杂的设备或样品处理。现在,伊利诺斯大学的研究人员已经发明了一种进行实时原位铅离子检测的简单、经济的方法。

伊利诺斯大学化学教授YiLu说:“我们的铅传感器的特征在于,它们含由小的,与构成我们基因的“基础”相同的DNA片断。”DNA是一种遗传物质,碱基的不同组合,或者说序列决定个人的各种特征,如眼睛的颜色,头发的颜色和高度。Lu说:“这种传感器代表了新一类简单的,环境安全传感器,并且是第一个检测金属离子的催化性DNA生物传感器的例子。”该传感器结合了催化DNA的高度金属离子选择性,和荧光检测的高度敏感性。因为DNA分子稳定,成本低,易于形成可见纤维和芯片,这种催化DNA系统是一种在偏远地区进行实时铅检测的理想“候选者”,如用于环境监测,临床毒理学检测和工业加工监测。

为了寻找可以从其它金属离子中区分出铅离子的特异DNA序列,Lu和一名研究生JingLi使用了一种名为体外选择的方法。这种选择过程可以获得大量的DNA序列样品(多达1000万亿个分子),通过多聚酶链反应扩增所需序列,以及进行突变以提高效果。使用体外选择,Lu和Li发现了几个专一与铅离子反应的DNA序列。为了增加传感器的灵敏性,研究者将一个荧光标签加到专一性DNA序列上。尽管大部分的DNA分子是双链结构,但Lu和Li选择的接触反应性DNA却是但链结构,并且可以象蛋白一样缠绕包裹起来。在这个单链中,研究者们塑造了一个特异的结合位点——一种只能够容纳选择的金属离子的口袋。

中科院研究检测铅离子试纸条问世

记者从中科院广州生物医药与健康研究院获悉,该院曾令文研究组以铅离子特异性的DNAzyme为分子识别元件,构建了一种可用于铅离子超灵敏检测的非酶信号扩增试纸条。其原理为,当有铅离子存在时,切割的DNAzyme的底物链会启动一系列的DNA自组装过程,从而达到信号放大的目的。相关成果日前发表于《化学通讯》。

据介绍,铅离子是一类主要的环境污染物,具有致癌性,能够对人体健康以及生态环境产生极大的危害。传统的检测方法主要是一些色谱、质谱技术,但这些方法操作麻烦,且需要昂贵的仪器,因而限制了它们的广泛应用。

曾令文团队应用的试纸条具有很高的灵敏度,可以检测出10pM的铅离子。这一数值远远低于美国环境保护署规定的饮用水中铅离子的最大允许量72nM。

业内专家表示,该团队构建的非酶信号扩增试纸条操作简便,不需要使用检测仪器,为环境中重金属铅离子污染的快速、灵敏检测提供了一种有效的手段,降低了检测成本,在环境重金属检测领域具有重要的应用价值。

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