[发明专利]基于ZGC和MnO2纳米片的荧光传感器对谷胱甘肽的检测

说明书

本发明公开了一种操作简便、环境友好且信噪比高，灵敏度高的荧光传感器并成功应用于现场检测。该传感器成功将长余辉纳米粒子应用到荧光传感器上，利用负载在长余辉纳米粒子上的MnO₂与谷胱甘肽的反应引发荧光信号的变化，实现对谷胱甘肽的超灵敏检测。该传感器的构建过程如下：水热法合成ZGC长余辉纳米材料；ZGC荧光性能的检测；在ZGC表面负载MnO₂纳米片；ZGC‑MnO₂荧光性能的检测；ZGC‑MnO₂对样品中谷胱甘肽的检测；ZGC‑MnO₂对食品中谷胱甘肽的检测。

技术领域

本发明涉及长余辉纳米材料ZnGa₂O₄Cr_0.004与MnO₂联用对谷胱甘肽超灵敏检测的方法，属于谷胱甘肽的检测技术领域。

背景技术

谷胱甘肽（γ-L-glutamyl-L-cysteineglycine，简称GSH）是人类细胞系统中发现的最常见的三肽硫醇，在对抗氧化应激和维持氧化还原稳态方面发挥着核心作用，这对细胞的生长和功能至关重要。细胞谷胱甘肽以还原形式(GSH)和氧化形式(GSSG)存在，它们的比值控制着各种生化反应，决定着细胞的活性。谷胱甘肽是细胞中最丰富的硫醇之一，被认为是对抗有毒物质的第一道防线。谷胱甘肽作为一种潜在的抗氧化剂对抗自由基，从而解除外部有毒物质的影响。谷胱甘肽稳态的改变与神经退行性疾病、衰老、囊性纤维化、HIV感染和癌症有关。

各种分析检测谷胱甘肽的方法包括电化学，电致化学发光，发光分析，比色，高效液相层析（HPLC），表面增强拉曼散射（SERS），质谱法和荧光法。与其他方法相比，荧光法具有简单、灵敏度高、无损等显著优势。因此，开发一种运用荧光法检测谷胱甘肽的传感器显得尤为重要。

长余辉纳米粒子（PLNPs）在体外激发后可持续发光数小时，近年来在生物成像领域受到越来越多的关注。在体外激发后不需要现场再次激发，避免了现场激发产生的背景噪声，信噪比可以显著提高。PLNPs的激发和发光具有时间分离的特性，使其成为理想的体内发光成像对比剂，为体内肿瘤的长期高灵敏成像提供了新的可能。因此，PLNPs的开发和应用越来越受到关注。

发明内容

与传统的检测谷胱甘肽的方法不同，本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理，操作简便，环境友好且信噪比高，灵敏度高的检测方法，其特征是包括以下步骤：

1. 水热法合成ZGC长余辉纳米材料：分别量取2 mM Zn(NO₃)₂·6H₂O、2 mM Ga(NO₃)₃·H₂O和0.04 mM Cr(NO₃)₃·9H₂O在1000 rpm的搅拌下，加入到15mL去离子水中，持续搅拌并加入28%的氢氧化铵溶液调整pH到9-9.5；将上述混合物在25 ℃下搅拌30 min后转移到25mL PPL内衬的高压反应釜中并在220 ℃下反应10 h，待反应完成后使反应釜自然冷却至室温；随后，离心收集获得的白色产物并将其分散在盐酸溶液中以除去杂质；最后，依次用过量的异丙醇和水离心洗涤ZGC纳米颗粒各三次并在低温干燥箱中干燥。

2. ZGC荧光性能的检测：在紫外灯下预处理ZGC，光照激活5分钟，分别取0 mM，0.05 mM，0.1 mM，0.15 mM，0.2mM，0.25 mM，0.3 mM，0.35 mM，0.4 mM的ZGC分散在2 mL水溶液中，随后将上述溶液转入荧光皿中并在0 nm的激发波长下检测样品的荧光强度。