CN103487428A - 基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法，包括：将可能含有葡萄糖的测试样品与葡萄糖氧化酶、辅助催化剂和氯金酸在选定液相环境中混合反应，通过观测混合物一步反应后的颜色和/或可见光吸收强度，实现对样品中所含葡萄糖的检测，其中，所述选定液相环境为适于葡萄糖氧化酶催化降解葡萄糖的液相反应环境。本发明方法操作简便，快速灵敏，测试结果采用肉眼或简单仪器即可检测，成本低廉，弥补了现有的检测葡萄糖技术的不足。
Description
技术领域
本发明涉及一种葡萄糖的检测方法，特别是一种基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法，属于化学技术领域。
背景技术
葡萄糖（Glucose）是自然界分布最广且最为重要的一种单糖。葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物。血糖是诊断糖尿病的唯一标准，糖尿病是一种代谢性临床综合症，第19界国际糖尿病大会报道全球糖尿病的平均患病率目前为5.7%或更多，即现在有超过2.3亿的糖尿病患者，并且每年以超过700万的速度递增。糖尿病的危害严重，其并发症所致死亡率已成为继恶性肿瘤、心脑血管疾病的第三位。因此，方便、快速地检测血糖含量的方法显得尤为重要。
目前国内外有文献报道了一些较快速灵敏的葡萄糖检测方法，如HPLC法、电化学法，旋光法，比色法。有文献记载用循环伏安法在玻碳电极表面电沉积了一层稳定的甲苯胺蓝聚合物膜，以此作为电子传递介体，结合多壁碳纳米管、壳聚糖(CHIT)、葡萄糖氧化酶(GOD)混合包埋制备出一种新型葡萄糖生物传感器。以上方法，需要较复杂的技术过程或需要专业的人员才可实现，因而限制了其实际应用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法，其能实现对葡萄糖进行方便快速的检测，成本低廉，易于操作，从而克服了现有技术中的不足。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法，包括：将可能含有葡萄糖的测试样品与葡萄糖氧化酶、辅助催化剂和氯金酸在选定液相环境中混合反应，通过观测混合反应体系的颜色和/或可见光吸收强度，实现对样品中所含葡萄糖的检测，
其中，所述选定液相环境为适于葡萄糖氧化酶催化降解葡萄糖的液相反应环境。
进一步的，所述辅助催化剂包括柠檬酸钠、抗坏血酸或没食子酸。
作为较为优选的实施方案之一，该方法可以包括如下步骤：
（1）提供浓度为0.05mg/mL的葡萄糖氧化酶溶液，且所述葡萄糖氧化酶溶液还含有浓度为0.5～2mM的2-吗啉乙磺酸，pH值5.0～7.0；
（2）提供浓度为5～10mM的氯金酸溶液、浓度为1.0mM的辅助催化剂溶液和浓度为0.5～2mM的MES溶液按照3～6：3：91的体积比混合；
（3）取步骤（2）所得混合溶液与可能含有葡萄糖的测试样品和葡萄糖氧化酶溶液均匀混合反应3min以上，观测混合反应体系的颜色和/或可见光吸收强度，实现对样品中所含葡萄糖的检测。
进一步的，该方法包括：
Ⅰ、取一系列不同浓度的葡萄糖标准样品与葡萄糖氧化酶、辅助催化剂和氯金酸在选定液相环境中混合反应，并检测每一标准样品最终所形成的混合反应体系的颜色和/或可见光吸收强度，并依据标准样品浓度与混合反应体系颜色和/或可见光吸收浓度的对应关系建立标准图谱；
Ⅱ、取可能含有葡萄糖的测试样品与葡萄糖氧化酶、辅助催化剂和氯金酸在选定液相环境中混合反应，并检测最终所形成的混合反应体系的颜色和/或可见光吸收强度，再与标准图谱比对，从而测得测试样品中所含葡萄糖的浓度。
作为较为优选的实施方案之一，所述可见光的波长为540nm。
与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：该基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法依据葡萄糖氧化酶分解葡萄糖，并产生过氧化氢，而过氧化氢还原氯金酸，产生得到颜色不同或深浅不同的纳米金，可用肉眼定性分辨结果，并且可以通过测定光吸收强度等定量分析结果，反应快速灵敏，测试结果采用肉眼或简单仪器即可检测，成本低廉，易于操作，弥补了现有的检测葡萄糖技术的不足。
附图说明
图1是本发明实施例1中葡萄糖可视化检测显色图，图中从左到右所对应葡萄糖的浓度（mM）分别为0、0.1、0.3、1、3、10、30、100；
图2是本发明实施例1中葡萄糖检测校正曲线，其中，B：加入葡萄糖（0.1、0.3、1、3、10、30、100mM）所对应的A540；B0：加入葡萄糖（0mM）所对应的A540。
具体实施方式
如前所述，鉴于现有技术中的不足，本发明提供了一种基于纳米金形成的葡萄糖检测方法，其通过葡萄糖氧化酶分解葡萄糖并产生过氧化氢，利用柠檬酸钠、抗坏血酸或没食子酸作为辅助催化剂，过氧化氢还原氯金酸，而过氧化氢还原氯金酸的量不同，所显示的光吸收强度及颜色的不同，从而实现可视化检测葡萄糖的含量，该检测方法操作简便，快速灵敏，为检测葡萄糖的含量提供了一项可视化的检测方法。
在本发明的一较为优选的实施案例中，该方法可以包括：
（1）配制MES（2-吗啉乙磺酸）缓冲溶液，用0.01M碳酸钾调节pH。
（2）移取6μL氯金酸溶液，3μL1.0mM柠檬酸钠、抗坏血酸或没食子酸溶液，以及91μL1.0mM MES溶液到96微孔板中，再移取20μL不同浓度（100，30，10，3，1，0.3，0.1，0mM）的葡萄糖溶液和80μL葡萄糖氧化酶（0.05mg/mL，180U/mg)溶液加入到孔中，振荡混匀，反应3min后，观察显色结果，检测540nm处光吸收强度。
进一步的，在前述步骤（1）中，所述MES溶液的pH值还可以为6.0～7.0，浓度还可以为0.5mM～2mM。
前述步骤（2）中所使用的氯金酸溶液体积还可以为3～6μL，浓度还可以为5～10mM。
更为具体的，该实施方案中的方法还可以为：
（1）配制浓度为0.5mM～2mM的MES（2-吗啉乙磺酸）缓冲溶液，用0.01M碳酸钾调节pH为5.0～8.0。
（2）移取3～6μL浓度为5～10mM的氯金酸溶液，3μL1.0mM柠檬酸钠、抗坏血酸或没食子酸溶液，以及91μL1.0mM MES溶液到96微孔板中，再移取20μL不同浓度（100，30，10，3，1，0.3，0.1，0mM）的葡萄糖溶液和80μL葡萄糖氧化酶（0.05mg/mL，180U/mg)溶液加入到孔中，振荡混匀，反应3min后，观察显色结果，检测540nm处光吸收强度（A540）。
以下结合若干较佳实施例及附图对本发明的技术方案作更为具体的说明。
实施例1该葡萄糖（Glucose）的检测方法原理如下式所示：
该方法具体如下：
移取3～6μL浓度为5～10mM的氯金酸溶液，3μL1.0mM柠檬酸钠溶液，以及91μL1.0mM MES溶液到96微孔板中，再移取20μL不同浓度（100，30，10，3，1，0.3，0.1，0mM）的葡萄糖溶液和80μL葡萄糖氧化酶（0.05mg/mL，180U/mg)溶液加入到孔中，振荡混匀，反应3min后，观察显色结果，检测540nm处光吸收强度（A540）。结果显示，采用肉眼分辨0.3mM的葡萄糖（图1），采用分光光度计该方法对葡萄糖的检测限可达到0.1mM（图2）。
实施例2该葡萄糖的检测方法原理如下式所示：
该方法具体如下：
移取3～6μL浓度为5～10mM的氯金酸溶液，3μL1.0mM抗坏血酸溶液，以及91μL1.0mM MES溶液到96微孔板中，再移取20μL不同浓度（100，30，10，3，1，0.3，0.1，0mM）的葡萄糖溶液和80μL葡萄糖氧化酶（0.05mg/mL，180U/mg)溶液加入到孔中，振荡混匀，反应3min后，观察显色结果，检测540nm处光吸收强度（A540）。
实施例3该葡萄糖的检测方法原理如下式所示：
该方法具体如下：
移取3～6μL浓度为5～10mM的氯金酸溶液，3μL1.0mM没食子酸溶液，以及91μL1.0mM MES溶液到96微孔板中，再移取20μL不同浓度（100，30，10，3，1，0.3，0.1，0mM）的葡萄糖溶液和80μL葡萄糖氧化酶（0.05mg/mL，180U/mg)溶液加入到孔中，振荡混匀，反应3min后，观察显色结果，检测540nm处光吸收强度（A540）。
以上实施例仅用于说明本发明的内容，除此之外，本发明还有其他实施方式，但凡本领域技术人员因发明所涉及之技术启示，而采用等同替换或等效形式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法，其特征在于，包括：将可能含有葡萄糖的测试样品与葡萄糖氧化酶、辅助催化剂和氯金酸在选定液相环境中混合反应，通过观测混合反应体系的颜色和/或可见光吸收强度，实现对样品中所含葡萄糖的检测，
其中，所述选定液相环境为适于葡萄糖氧化酶催化降解葡萄糖的液相反应环境。
2.根据权利要求1所述的基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法，其特征在于，所述辅助催化剂包括柠檬酸钠、抗坏血酸或没食子酸。
3.根据权利要求1所述的基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）提供浓度为0.05mg/mL的葡萄糖氧化酶溶液，且所述葡萄糖氧化酶溶液还含有浓度为0.5 ~ 2mM 的2-吗啉乙磺酸， pH值5.0~7.0；
（2）提供浓度为5~ 10mM的氯金酸溶液、浓度为1.0 mM的辅助催化剂溶液和浓度为0.5 ~ 2mM 的MES溶液按照3~ 6：3：91的体积比混合；
（3）取步骤（2）所得混合溶液与可能含有葡萄糖的测试样品和葡萄糖氧化酶溶液均匀混合反应3 min以上，观测混合反应体系的颜色和/或可见光吸收强度，实现对样品中所含葡萄糖的检测。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法，其特征在于，包括：
Ⅰ、取一系列不同浓度的葡萄糖标准样品与葡萄糖氧化酶、辅助催化剂和氯金酸在选定液相环境中混合反应，并检测由每一标准样品最终所形成的混合反应体系的颜色和/或可见光吸收强度，并依据标准样品浓度与混合反应体系颜色和/或可见光吸收浓度的对应关系建立标准图谱；
Ⅱ、取可能含有葡萄糖的测试样品与葡萄糖氧化酶、辅助催化剂和氯金酸在满足选定液相环境中混合反应，并检测最终所形成的混合反应体系的颜色和/或可见光吸收强度，再与标准图谱比对，从而测得测试样品中所含葡萄糖的浓度。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的基于纳米金形成的可视化检测葡萄糖的方法，其特征在于，所述可见光的波长为540 nm。
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