[发明专利]上转换微弱光检测器的构建及其用于谷胱甘肽的检测

说明书

本发明公开一种上转换微弱光检测器的构建及其用于谷胱甘肽的检测，涉及构建一台上转换微弱光检测仪，该检测仪的优点主要有：(1)检测性能好，在对UCNPs进行检测时，可以对合成方法简单但发光较弱的α相UCNPs进行检测；(2)对UCNPs的浓度要求低，可以使UCNPs在一个近似于均相的体系中进行检测；其次，研制了一种稀土掺杂上转换纳米材料为荧光探针的生物传感器，并将其用于GSH的检测。传感器的荧光响应值与GSH的浓度在0.5~100μM的范围内呈良好的线性关系，检测限为0.24μM。因此，上转换微弱光检测器有望成为一种上转换发光的新型检测方法，在更多领域中进行应用。

技术领域

本发明涉及一台上转换微弱光检测器的构建，属于仪器分析领域。

本发明涉及以稀土掺杂上转换纳米材料为荧光探针，并通过上转换微弱光检测仪用于谷胱甘肽（GSH）的检测，属于分析化学及纳米技术领域。

背景技术

谷胱甘肽(Glutathione，GSH) 是一种存在于哺乳动物及真核细胞中，含有大量巯基三肽的小分子物质，在调节氧化还原平衡、新陈代谢、解毒等生物过程中起着核心作用。GSH是一种重要的内源性抗氧化剂，可以防止细胞内的物质被活性氧破坏，同时参与代谢及生化反应。更重要的是GSH的水平与多种疾病相关，如HIV感染、牛皮癣、白细胞减少、癌症、肝损伤、心脏病等。因此，准确检测GSH水平显得尤为重要。目前存在的检测方法主要有高效液相色谱法、荧光分光光度法、可见分光光度法、高效毛细电泳法等。这些方法虽然经典，但是存在实验复杂、灵敏度低等缺点。Deng等人在GSH的检测中使用了上转换纳米材料(Upconversion Nanoparticles，UCNPs)，检测限低达0.9 μM。

尽管UCNPs有着众多优点，但是由于稀土掺杂的上转换纳米材料主要是通过稀土离子的4f-4f的能级跃迁来产生发射光，稀土离子的吸收截面小，对近红外激发光的吸收率低，这使得UCNPs发光效率较低，而这一缺点也限制了UCNPs的应用。在实际应用中，为了克服发光效率低这一缺点，通常会制备发光效率较高的β相来进行实验，或者对UCNPs结构进行改造来，如：制备核壳结构的UCNPs，对UCNPs进行表面修饰等。但这些方法对实验要求高，费时费力。除了对UCNPs的结构进行改造外，还可以通过对UCNPs进行富集或使用新型的检测器来达到理想的检测效果。

近年来，微弱光检测技术受到了人们越来越多的关注，微弱光检测仪也得到一定的发展。微弱光检测仪主要是通过光电转换探测器、电流脉冲变换器对微弱光信号进行采集，使用脉冲技术接口和计算机对所采集信号进行处理，将微弱光信号转变为电信号，其灵敏度远远高于普通的荧光分光光度计。MPI-E电致化学发光检测仪(西安瑞迈分析仪器有限责任公司)是一台集电化学检测和多功能化学发光检测于一体的检测器。多功能化学发光检测过程，就是一种微弱光检测的过程，在功能化学发光检测模式中，其光谱接收范围300nm~650 nm，此范围不包括UCNPs的激发光980 nm，因而不会产生光谱干扰现象。

受到上述启发，我们对MPI-E电致化学发光检测仪进行了相应的改造，构建了一台上转换微弱光检测仪，并将我们所构建的上转换微弱光检测仪与普通的荧光分光光度计得检测性能进行了对比，证明上转换微弱光检测仪的检测性能优于荧光分光光度计。并且设计了一个简单的传感策略，利用上转换微弱光检测仪对小分子物质谷胱甘肽进行检测。

发明内容

本发明的目的在于构建一台上转换微弱光检测仪，以稀土掺杂上转换纳米材料为荧光探针,利用上转换微弱光检测仪对谷胱甘肽（GSH）进行检测。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：