[发明专利]一种无标记高通量的葡萄糖定量检测方法

说明书

本申请公开了一种无标记高通量的葡萄糖定量检测方法，属于纳米孔传感技术领域。本发明利用葡萄糖氧化酶对葡萄糖的催化反应，其生成的产物在酶辅助下对纳米颗粒进行刻蚀、从而引起纳米颗粒形貌发生变化，刻蚀前后的纳米颗粒在固态纳米孔中进行易位产生有差异的电信号，从而实现固态纳米孔传感器对葡萄糖浓度的检测。本发明克服了固态纳米孔传感技术中纳米孔和检测分子尺寸相近的限制，通过纳米颗粒形貌的变化实现了对葡萄糖等小分子的高灵敏检测，扩大了纳米孔领域对于葡萄糖等小分子的检测范围。

技术领域

本发明属于纳米孔传感器检测技术领域，具体涉及一种无标记高通量的葡萄糖定量检测方法。

背景技术

葡萄糖是人体重要的能源物质，血液中的葡萄糖称为血糖，在体内神经，激素的调控下，血糖浓度的动态平衡和稳定，对人体的能量供应至关重要。因此葡萄糖的检测分析一直是人们关注的焦点。在过去几十年中，人们发展了电化学、光谱等多种技术手段来检测葡萄糖，电化学检测方法分为基于酶和无酶电化学传感检测，用酶修饰电极存在电极稳定性不好，葡萄糖氧化酶在电极结构、存储和使用过程中轻易发生变性，难以满足酶稳定性和高效性的同时又使得其不易脱落、失活；无酶电化学存在特异性差，样品中的抗坏血酸以及尿酸的大量存在也可以检测出相应电流；光谱检测方法存在需要进行复杂的样品预处理以及低浓度下难以准确区分的问题，实用性受到限制。综上所述现有方案不能够稳定准确的检测葡萄糖浓度，因此，有必要继续寻找一种稳定、快速、高效、可靠而又经济的检测分析方法，实现葡萄糖浓度的高灵敏检测。

固态纳米孔传感器作为一种新兴的单分子检测工具，它简单快速，无需标记，低成本高通量，是一种理想的生物分子高灵敏检测平台。借助固态纳米孔平台，利用葡萄糖和葡萄糖氧化酶生成过氧化氢，过氧化氢和溴离子在辣根过氧化酶的催化作用下实现对金纳米颗粒形貌的调控，刻蚀后的纳米颗粒产物通过纳米孔的信号进行统计分析可实现葡萄糖的定量检测。该方法无需对样品预处理，具有极高的特异性和灵敏性，检测范围宽，稳定性强，同时适用不同体液环境。

发明内容

解决的技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本申请提出一种无标记高通量的葡萄糖定量检测方法，以解决现有技术中其他检测方法分辨率低，荧光剂不稳定，颜色区别不明显，很难用肉眼辨别，不同的检测仪器检测结果会有所不同等技术问题，以纳米孔传感平台为基础，利用葡萄糖和葡萄糖氧化酶生成过氧化氢，过氧化氢和溴离子在辣根过氧化酶的催化作用下生成溴自由基，使得金单质变成金离子，可对金纳米颗粒进行形貌调控，通过纳米孔检测金纳米颗粒形貌的变化实现葡萄糖浓度的定量分析。

技术方案：

一种无标记高通量的葡萄糖定量检测方法，以葡萄糖为反应主体，利用葡萄糖氧化酶对葡萄糖催化反应生成过氧化氢，过氧化氢在辣根过氧化酶及溴化钠的催化作用下使得金单质变成金离子，实现对金纳米颗粒的形貌调控，反应最终得到的不同大小形貌的金纳米颗粒，通过纳米孔传感器进行信号检测；将葡萄糖小分子的检测转换为纳米颗粒在纳米孔中的易位信号，该电信号的大小和纳米颗粒的形貌成正比，通过调控金纳米颗粒大小实现更高的信噪比，从而实现葡萄糖浓度的高灵敏检测。

作为本申请的一种优选技术方案：所述的金纳米颗粒为载体，组成包括但不限于金属、合金及与葡萄糖介导的反应发生作用引起形貌和/或大小发生改变的材质；所述金纳米颗粒通过化学或者物理方法制备，其形状包括二维或者三维结构、具有高比表面积的多角片、多面体；金纳米颗粒的尺寸为5~100 nm。

作为本申请的一种优选技术方案：所述金纳米颗粒的尺寸为40~100 nm；当金纳米颗粒为金纳米三角片(AuTNs )，尺寸为50±3 nm。

作为本申请的一种优选技术方案：所述固态纳米孔的直径为60~600 nm，厚度为20~100 nm。

作为本申请的一种优选技术方案：所述固态纳米孔的直径为100~160 nm；厚度为50-100 nm；当金纳米颗粒为AuTNs ，固态纳米孔直径为120±5 nm，厚度为50 nm。