[發明專利]上轉換微弱光檢測器的構建及其用于谷胱甘肽的檢測

在審

• 申請號: 201810591016.2
• 申請日: 2018-06-10
• 公開（公告）號: CN108982440A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 蘭建明;李春艷;陳敬華;吳芳;劉映昕;羅登旺;方垚
• 申請（專利權）人: 福建醫科大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 王義星

本發明公開一種上轉換微弱光檢測器的構建及其用于谷胱甘肽的檢測，涉及構建一臺上轉換微弱光檢測儀，該檢測儀的優點主要有：(1)檢測性能好，在對UCNPs進行檢測時，可以對合成方法簡單但發光較弱的α相UCNPs進行檢測；(2)對UCNPs的濃度要求低，可以使UCNPs在一個近似于均相的體系中進行檢測；其次，研制了一種稀土摻雜上轉換納米材料為熒光探針的生物傳感器，并將其用于GSH的檢測。傳感器的熒光響應值與GSH的濃度在0.5~100μM的范圍內呈良好的線性關系，檢測限為0.24μM。因此，上轉換微弱光檢測器有望成為一種上轉換發光的新型檢測方法，在更多領域中進行應用。

技術領域

本發明涉及一臺上轉換微弱光檢測器的構建，屬于儀器分析領域。

本發明涉及以稀土摻雜上轉換納米材料為熒光探針，并通過上轉換微弱光檢測儀用于谷胱甘肽（GSH）的檢測，屬于分析化學及納米技術領域。

背景技術

谷胱甘肽(Glutathione，GSH) 是一種存在于哺乳動物及真核細胞中，含有大量巰基三肽的小分子物質，在調節氧化還原平衡、新陳代謝、解毒等生物過程中起著核心作用。GSH是一種重要的內源性抗氧化劑，可以防止細胞內的物質被活性氧破壞，同時參與代謝及生化反應。更重要的是GSH的水平與多種疾病相關，如HIV感染、牛皮癬、白細胞減少、癌癥、肝損傷、心臟病等。因此，準確檢測GSH水平顯得尤為重要。目前存在的檢測方法主要有高效液相色譜法、熒光分光光度法、可見分光光度法、高效毛細電泳法等。這些方法雖然經典，但是存在實驗復雜、靈敏度低等缺點。Deng等人在GSH的檢測中使用了上轉換納米材料(Upconversion Nanoparticles，UCNPs)，檢測限低達0.9 μM。

盡管UCNPs有著眾多優點，但是由于稀土摻雜的上轉換納米材料主要是通過稀土離子的4f-4f的能級躍遷來產生發射光，稀土離子的吸收截面小，對近紅外激發光的吸收率低，這使得UCNPs發光效率較低，而這一缺點也限制了UCNPs的應用。在實際應用中，為了克服發光效率低這一缺點，通常會制備發光效率較高的β相來進行實驗，或者對UCNPs結構進行改造來，如：制備核殼結構的UCNPs，對UCNPs進行表面修飾等。但這些方法對實驗要求高，費時費力。除了對UCNPs的結構進行改造外，還可以通過對UCNPs進行富集或使用新型的檢測器來達到理想的檢測效果。

近年來，微弱光檢測技術受到了人們越來越多的關注，微弱光檢測儀也得到一定的發展。微弱光檢測儀主要是通過光電轉換探測器、電流脈沖變換器對微弱光信號進行采集，使用脈沖技術接口和計算機對所采集信號進行處理，將微弱光信號轉變為電信號，其靈敏度遠遠高于普通的熒光分光光度計。MPI-E電致化學發光檢測儀(西安瑞邁分析儀器有限責任公司)是一臺集電化學檢測和多功能化學發光檢測于一體的檢測器。多功能化學發光檢測過程，就是一種微弱光檢測的過程，在功能化學發光檢測模式中，其光譜接收范圍300nm~650 nm，此范圍不包括UCNPs的激發光980 nm，因而不會產生光譜干擾現象。

受到上述啟發，我們對MPI-E電致化學發光檢測儀進行了相應的改造，構建了一臺上轉換微弱光檢測儀，并將我們所構建的上轉換微弱光檢測儀與普通的熒光分光光度計得檢測性能進行了對比，證明上轉換微弱光檢測儀的檢測性能優于熒光分光光度計。并且設計了一個簡單的傳感策略，利用上轉換微弱光檢測儀對小分子物質谷胱甘肽進行檢測。

發明內容

本發明的目的在于構建一臺上轉換微弱光檢測儀，以稀土摻雜上轉換納米材料為熒光探針,利用上轉換微弱光檢測儀對谷胱甘肽（GSH）進行檢測。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：