[發明專利]一種硅基普魯士藍納米酶、制備方法及其在比色檢測谷胱甘肽中的應用

在審

• 申請號: 202211226868.4
• 申請日: 2022-10-09
• 公開（公告）號: CN115753649A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 孫雪珂;呂曉成;張瑩;佟千姿
• 申請（專利權）人: 河北師范大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/78;B82Y30/00;B82Y40/00;B82Y15/00;C01C3/12;C01B33/18
• 代理公司: 北京成高專利代理事務所(普通合伙) 16047
• 代理人: 張杰

本發明提供一種硅基普魯士藍納米酶、制備方法及其在比色檢測谷胱甘肽中的應用，屬于還原型谷胱甘肽檢測材料技術領域。本發明是先制備二氧化硅球，然后制備3?氨丙基三乙氧基硅烷修飾后的介孔二氧化硅，最后制備普魯士藍錨定在介孔二氧化硅上的納米材料。本發明制備的硅基普魯士藍納米酶產率高、穩定性好，在水中的分散性良好，本發明制備的硅基普魯士藍納米酶可用于GSH的檢測，該納米酶有著很強的類過氧化物酶活性，可高效催化H₂O₂和TMB反應產生深藍色的氧化型TMB。

技術領域

本發明屬于還原型谷胱甘肽(GSH)檢測材料技術領域，具體涉及一種硅基普魯士藍納米酶、制備方法及其在比色檢測谷胱甘肽中的應用。

背景技術

普魯士藍(PB)是一種常見的六氰合鐵酸鹽，又名亞鐵氰化鐵，其分子式為Fe₄[Fe(CN)₆]₃。其合成方法簡單并有著較高的生物安全性，已被美國藥監局批準作為治療鉈中毒的臨床藥物。此外，由于其與Fe₃O₄類似的Fe原子的混合價態而具有較高的類過氧化物酶催化活性，引起了廣泛的研究興趣。其優良的類過氧化物酶活性能使其作為傳感器廣泛應用于電化學生物傳感器的構建。然而，利用PB材料作為過氧化物酶模擬物用于比色生物傳感器仍然存在一些問題，比如PB本色顏色的干擾、分散性差易團聚等。為了克服這些問題，擴大PB在比色生物傳感器中的應用，尋找新的制備策略來擴大其應用仍然是一個巨大的挑戰。

谷胱甘肽(GSH)的分子式為C₁₀H₁₇O₆N₃S，是由半胱氨酸、谷氨酸及甘氨酸組成的一種三肽。其被認為是活細胞中的主要抗氧化分子，其主要任務是清除細胞內不同情況下產生的活性氧物種(ROS)。GSH作為抗氧化劑分子是帕金森氏病、線粒體疾病或氧化應激的重要生物標記物，而目前在癌癥中也被廣泛研究。因此，它的檢測和定量在生物醫學領域引起了極大的興趣。同時，由于GSH在化學結構有半胱氨酸的-SH基團，可以與ROS反應，另外，這種-SH基團還容易與貴金屬基納米酶的表面結合，阻礙其催化活性，利用該特性也常被用來檢測其他分析物，如抗壞血酸或多巴胺。目前，關于測定GSH的方法有很多，例如電化學法、氣象色譜法、高效液相色譜法等。但是，缺少一種經濟便捷且快速穩定的測定方法來檢測GSH，而比色法通?？捎萌庋圩R別，并且具有快速、高效、經濟的優勢。在此基礎上，可以用比色法來檢測GSH。

納米酶比天然酶有著穩定性高、成本低、設計靈活的優點，作為新型納米材料，納米酶通常會具有多酶活性，且會響應不同pH表現出不同的酶活性。其中，PB類的納米酶具有出色的過氧化物酶活性，可在少量H₂O₂存在情況下快速使得3,3',5,5'-四甲基聯苯胺(TMB)發生氧化變藍，這種變化可通過酶標儀或者紫外分光光度計檢測出來。綜上所述，根據當前GSH檢測技術的發展現狀來看，迫切需要設計合成一種可高靈敏比色檢測GSH的PB類納米酶，這將會具有十分重要的現實意義和應用價值。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種硅基普魯士藍納米酶、制備方法及其在比色檢測谷胱甘肽中的應用，本發明制備的硅基普魯士藍納米酶產率高、穩定性好，在水中的分散性良好，且該硅基普魯士藍納米酶可高效催化H₂O₂和TMB反應產生深藍色的氧化型TMB(TMB_OX)。

本發明首先提供一種硅基普魯士藍納米酶的制備方法，具體步驟如下：

(1)制備二氧化硅球：在水中加入十六烷基三甲基溴化銨得到混合體系，然后放入水浴加熱鍋中，依次加入無水乙醇、NaOH溶液、正硅酸乙酯反應，得到二氧化硅球；