本發明專利技術涉及金核/鉑殼納米棒模擬酶溶液的用途及檢測過氧化氫、葡萄糖和膽固醇的方法。本發明專利技術檢測過氧化氫的方法包括以金核/鉑殼納米棒模擬酶溶液為催化劑，使鄰苯二胺(OPD)和過氧化氫水溶液反應，產生有色物質，測定生成的有色物質，以確定過氧化氫的含量。本發明專利技術檢測葡萄糖或膽固醇的方法包括：以葡萄糖氧化酶或膽固醇氧化酶為催化劑使葡萄糖或膽固醇氧化生成過氧化氫，然后再檢測生成的過氧化氫的含量，從而確定葡萄糖或膽固醇的含量。本發明專利技術的方法簡單、經濟、環保且高效。
【技術實現步驟摘要】
金核/鉑殼納米棒模擬酶溶液的用途及檢測過氧化氫、葡 萄糖和膽固醇的方法
本專利技術屬于分析化學
具體而言，本專利技術涉及金核/鉬殼納米棒模擬酶 溶液用作催化劑的用途以及一種基于金核/鉬殼納米棒模擬酶溶液直接檢測過氧化氫或 通過檢測中間產物過氧化氫間接檢測其他物質的方法。更具體地，本專利技術提供水溶性葡萄 糖和脂溶性膽固醇的檢測方法。
技術介紹
因高效率和高選擇性的催化活性，天然酶在生物化學領域扮演著重要角色。但天 然酶在儲存、運輸和使用過程中容易受到外在物理、化學因素的影響，如溫度、PH值等，而變 性失活。此外，天然酶的價格相對昂貴且制備純化繁瑣。這些缺點限制了它的應用范圍。因 此，開發具有酶特征活性、結構比天然酶更穩定的模擬酶在化學工業、農業和生物醫藥領域 也是極其重要的。近年來，研究人員發現在體相中呈現化學惰性的金屬化合物在納米尺度下表現 出新穎的類過氧化物酶活性。這些納米顆粒在不同pH和不同溫度下表現出比辣根過氧 化物酶更加穩定的催化特征，是一類新型模擬酶。中國科學院生物物理研究所閻錫蘊研 究小組發現四氧化三鐵納米顆粒具有類過氧化物酶催化活性；并利用這一特性，設計了 兩種免疫檢測方法，實現了對乙肝病毒表面抗原和肌鈣蛋白的檢測(L. Z. Gao，J. Zhuang, L. Nie, J. B. Zhang, Y. Zhang, N. Gu, T. Wang, J. Feng, D. L. Yang, S. Perrett, X. Y. Yan, Nature Nanotechnology, 2007, 2, 577-583)。隨后，汪爾康等人利用四氧化三鐵納米顆粒類過氧 化物酶特性，實現了對過氧化氫和葡萄糖的檢測(H. Wei, E. K. Wang, Anal. Chem. 2008,80, 2250-2254)。之后，氧化石墨烯也被發現具有類過氧化物酶特性，并成功用于模型體系葡萄 糖的檢測。與上述納米顆粒不同的是，我們最近的研究工作表明，貴金屬納米顆粒(如鉬) 具有類過氧化物酶和氧化酶雙重活性。與其他只具有單一類酶活性的納米顆粒相比，雙功 能活性的模擬酶具有更多的優勢。(W. W. He，Y. liu, J. S. Yuan, J. J. Yin, X. C. Wu, X. N. Hu, K. Zhang, J. B. Liu, C. Y. Chen, Y. L. Ji, Y. T. Guo, Biomaterials. 2011，32，1139-1147)通常， 對于具體的測試樣品，如血液中，還存在有其他還原性的干擾物質，如尿酸、維生素C、膽紅 素和谷胱甘肽等，它們可消耗H2O2，將其還原為H2O,這樣就會影響下一步的顯色反應，使實 際測得的吸光度下降，致使結果偏低。而金核/鉬殼納米結構類氧化酶活性可以用來預處 理待測試樣本，從而顯著降低樣本中還原性物質的干擾(見實施例)。因此，與其他類過氧 化物酶活性的納米顆粒相比，本專利技術利用金核/鉬殼納米結構的雙功能酶特性，可預先消 除還原性物質(如抗壞血酸等)對檢測的干擾，提供了一種抗還原性物質干擾的檢測方法。對類過氧化物酶活性，底物之一是過氧化氫，因而可以用來直接檢測過氧化氫。此 外，許多生化反應的中間產物涉及到過氧化氫，因而可以通過檢測過氧化氫間接檢測其他 物質，從而搭建一個基于與過氧化氫產生相關的其它物質的檢測平臺。在本專利中，我們以 水溶性葡萄糖和脂溶性膽固醇作為兩類典型的檢測實例。葡萄糖是動、植物體內的主要組成部分，葡萄糖濃度的測定在食品分析質量監控、生物化學和臨床化學中都占有很重要的 地位。膽固醇是體內其它所有類固醇的前體，例如糖皮質類固醇、性激素、膽汁酸和維生素 D，血液中膽固醇的含量是用于診斷冠心病、動脈硬化、腦血栓和其他多種疾病的重要參數。 葡萄糖和膽固醇在其特定氧化酶的作用下產生過氧化氫，從而可以通過兩步反應實現其特 異性檢測。目前常用的檢測葡萄糖或膽固醇法的方法之一是基于葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOD)或膽固醇氧化酶(cholesterol oxidase,CHOD)的特異性催化氧化反應結合 過氧化物酶(peroxidase, POD)催化氧化顯色底物的方法。首先利用GOD催化葡萄糖氧化 成葡萄糖酸或CHOD催化膽固醇氧化成膽留-4-烯-3-酮，同時產生H2O2, H2O2在過氧化物 酶催化下氧化無色的還原型色原生成有色的氧化型色素，然后根據氧化型色素在特定波長 的吸光度求出樣品中葡萄糖或膽固醇的含量。但天然酶對熱敏感、穩定性差、來源有限以及 受催化條件局限等缺點限制了它們的廣泛應用。
技術實現思路
本專利技術利用金核/鉬殼納米棒模擬酶，避免了非水溶劑對天然酶活性的影響，實 現了對非水溶性的物質一膽固醇的檢測，并得到了與水溶性物質相同的線性檢測區間。本專利技術的一個目的是，提供金核/鉬殼納米棒模擬酶溶液作為類過氧化物酶或類 氧化酶用作催化劑的用途。本專利技術的另一個目的是，提供基于金核/鉬殼納米棒模擬酶溶液檢測過氧化氫的 方法，該方法可用于過氧化氫的比色檢測，從5 X 10_5到I X 10_3mol/L濃度范圍內對過氧化 氫檢測呈現好的線性響應。本專利技術的再一目的是，提供基于金核/鉬殼納米棒模擬酶溶液并結合葡萄糖氧化 酶來比色檢測葡萄糖的方法，該方法可實現抗維生素C干擾的葡萄糖的靈敏、特異檢測，該 方法對于葡萄糖比色檢測的線性響應范圍為5X 10_5到4X 10_4mol/L。本專利技術的再一目的是，提供基于金核/鉬殼納米棒模擬酶溶液并結合膽固醇氧化 酶來比色檢測膽固醇的方法，該方法可完成膽固醇的靈敏、特異檢測，該方法對于膽固醇比 色檢測的線性響應范圍為3X 10_5到3X 10_4mol/L。在本說明書中，術語“類過氧化物酶”指顯示出過氧化物酶的催化活性的物質。具 體地，本專利技術的類過氧化物酶催化氧化還原反應，并以過氧化物作為電子受體，從而氧化底 物。在本說明書中，術語“類氧化酶”指顯示出氧化酶的催化活性的物質。具體地，本 專利技術的類氧化酶催化氧化還原反應，并以分子氧作為電子受體，氧化底物。在本說明書中，術語“ABTS”是化合物“2，2' —聯氮一雙(3 —乙基苯并噻唑 啉-6-磺酸)二銨鹽”的縮寫名稱，但二者互換地使用。本專利技術的技術方案如下本專利技術提供金核/鉬殼納米棒模擬酶溶液作為類過氧化物酶或類氧化酶用作催 化劑的用途。本專利技術還提供一種基于金核/鉬殼納米棒模擬酶溶液測定過氧化氫含量的方法， 該方法包括以金核/鉬殼納米棒模擬酶溶液為催化劑，使鄰苯二胺(OPD)和過氧化氫水溶 液反應，產生有色物質，測定生成的有色物質，以確定過氧化氫的含量。優選地，所述金核/鉬殼納米棒模擬酶溶液的濃度為O. 033 O. 133nM，優選為 O.033nMo優選地，所述鄰苯二胺(OPD)的濃度為ImM 3. 3mM,優選為3. 3mM。優選地，所述反應是在pH值為3. 5 6. 5，優選為4. 5，反應溫度為30°C 70°C， 優選為37°C，反應時間為10 60分鐘，優選為30分鐘的條件下進行的。優選地，檢測的過氧化氫含量的線性范圍是5Χ1(Γ5 lXl(T3mol/L，優選為 5 X 10 5 6 X 10 4mol/L0本專利技術還本文檔來自技高網...
【技術保護點】
金核/鉑殼納米棒模擬酶溶液作為類過氧化物酶或類氧化酶用作催化劑的用途。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉建波，吳曉春，
申請(專利權)人：國家納米科學中心，
類型：發明
國別省市：
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