CN108072639A - 一种葡萄糖的检测方法 - Google Patents

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薛彬
王丹
孔祥贵
张友林
刘晓敏
涂浪平
常钰磊
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G01N21/658—Raman scattering enhancement Raman, e.g. surface plasmons

Abstract

本发明公开了一种葡萄糖的检测方法，具体如下：将标记有拉曼探针分子的银纳米三角片溶液与葡萄糖氧化酶溶液混合均匀，得检测体系；2)在所述检测体系中加入待检测样品，对待检测样品进行激光激发，并分时段进行拉曼光谱的采集；3)依据采集的拉曼光谱中拉曼信号的变化情况，确定待检测样品中是否含有葡萄糖；该检测方法具有检测灵敏度高，成本低，方法简单，便于操作等优点。

Description

一种葡萄糖的检测方法
技术领域
本发明涉及分析化学领域，特别提供了一种葡萄糖的检测方法。
背景技术
国内外葡萄糖检测技术涉及电化学方法、荧光检测方法、局域表面等离子体共振(LSPR)探测等。电化学方面通常较复杂，检测灵敏度在μM水平已是极限。荧光检测通常在可见光范围激发，容易激发生物体内有机分子，产生强背景干扰，无法进行在体检测。LSPR检测相对较简便，例如基于贵金属金银纳米粒子的LSPR探测可以实现裸眼检测，但裸眼检测仅在大浓度范围有效，灵敏度仍在μM水平。
表面增强拉曼光谱(SERS)具有超高分子结构检测的“指纹”特异性、灵敏度、低漂白、窄的拉曼带(10～20cm-1)等特性，在生物/化学检测领域有重要应用。例如汪尔康教授利用球形银钠米粒子的SERS检测Hg+离子(Wen Ren,Chengzhou Zhu and Erkang Wang,Nanoscale,2012,4,5902)。而利用SERS技术检测葡萄糖的方法通常采用无标记检测技术，即不添加标记分子，直接检测葡萄糖本身的拉曼信号，例如美国西北大学Van Duyne教授发展的无标记葡萄糖SERS检测技术(Anal.Chem.2011,83,9146–9152)。然而葡萄糖本身的基团与贵金属纳米粒子的相互作用弱，导致SERS信号弱，检测灵敏度低(仅到达百μM水平)。并且，无标记检测基于检测葡萄糖本身的拉曼信号，当含有蔗糖，乳糖的有机分子时，产生干扰拉曼信号，需要专业的拉曼光谱解谱知识。
因此，研发一种检测灵敏度高，检测结果判读简单的葡萄糖检测方法，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种葡萄糖的检测方法，以至少解决以往葡萄糖检测存在灵敏度低，需要专业的拉曼光谱解谱知识才能进行结果的判断等问题。
本发明提供的技术方案，具体为，一种葡萄糖的检测方法，其特征在于，具体如下：
1)将标记有拉曼探针分子的银纳米三角片溶液与葡萄糖氧化酶溶液混合均匀，得检测体系；
2)在所述检测体系中加入待检测样品，对待检测样品进行激光激发，并分时段进行拉曼光谱的采集；
3)依据采集的拉曼光谱中拉曼信号的变化情况，确定待检测样品中是否含有葡萄糖。
优选，步骤1)中，所述标记有拉曼探针分子的银纳米三角片与所述葡萄糖氧化酶的质量配比大于1:10。
进一步优选，步骤1)中，所述标记有拉曼探针分子的银纳米三角片与所述葡萄糖氧化酶的质量配比为1:27。
进一步优选，步骤2)中，激发激光为近红外光。
进一步优选，步骤2)中，激发激光为波长为700～1000nm的近红外光。
进一步优选，步骤2)中，激发激光为波长为785nm的近红外光。
本发明提供的葡萄糖检测方法，克服了以往无标记拉曼检测葡萄糖的不足，采用了拉曼探针分子标记的银纳米三角片，由于拉曼分子标记的SERS信号极强，同时基于银纳米三角片的表面等离子体增强特性及尖端电场放大特性，极大地增强了标记拉曼分子的拉曼信号，极大地提高了检测的灵敏度。本方法中，利用了葡萄糖和葡萄糖氧化酶发生酶促反应，能够得到产物双氧水的特性，再利用双氧水与标记拉曼探针分子的银纳米三角片发生氧化反应，导致标记拉曼探针分子的信号减弱，从而根据强拉曼信号减弱的情况，实现对待检测样品中是否含有葡萄糖的超灵敏检测，此外标记分子信号极易识别，无需专业拉曼光谱知识，便于判读。
本发明提供的葡萄糖检测方法，具有检测灵敏度高，成本低，方法简单，便于操作等优点。
附图说明
图1为实施例1、实施例2及实施例3中所使用的银纳米三角片扫描电镜照片；
图2为实施例1中加入葡萄糖后拉曼信号随时间变化图；
图3为实施例2中加入0～100nM葡萄糖后最终拉曼光谱图；
图4位实施例3中空白样，加入果糖，麦芽糖，蔗糖，淀粉和葡萄糖的样品的拉曼光谱对比图。
具体实施方式
下面结合具体的实施方案对本发明进行进一步解释，但是并不用于限制本发明的保护范围。
为了解决以往无标记拉曼检测葡萄糖时，由于葡萄糖本身的基团与贵金属纳米粒子的相互作用弱，导致SERS信号弱，检测灵敏度低(仅到达百μM水平)。并且无标记检测是基于检测葡萄糖本身的拉曼信号，当含有蔗糖，乳糖的有机分子时，产生干扰拉曼信号，需要专业的拉曼光谱解谱知识，给检测带来不便等问题。本实施方案提供了一种葡萄糖检测的方法，具体步骤如下：
1)将标记有拉曼探针分子的银纳米三角片溶液与葡萄糖氧化酶溶液混合均匀，得检测体系；
2)在所述检测体系中加入待检测样品，对待检测样品进行激光激发，并分时段进行拉曼光谱的采集；
3)依据采集的拉曼光谱中拉曼信号的变化情况，确定待检测样品中是否含有葡萄糖。
该检测方法的反应机理为：葡萄糖和葡萄糖氧化酶可发生酶促反应，得到产物双氧水，双氧水与标记拉曼探针分子的银纳米三角片发生氧化反应，导致标记拉曼探针分子的信号减弱，因此，可以由标记有拉曼探针分子的银纳米三角片溶液与葡萄糖氧化酶溶液的混合溶液作为检测体系，根据采集的拉曼光谱中拉曼信号减弱的情况，判断待检测样品中是否含有葡萄糖。
本实施方案中葡萄糖检测方法的高灵敏度检测范围可达0～100nM，该检测限低于常规荧光检测的μM检测范围，因而可以将血液稀释到更低的浓度来减少背景干扰物对信号的干扰。
其中，银纳米三角片的制备方法和将拉曼探针分子标记到银纳米三角片上的方法具体如下：
1、银纳米三角片的制备：取93mL去离子水，加入硝酸银(10mM,1mL)、柠檬酸钠(15mM,1mL)、PVP(1.75mM,4mL)和双氧水(30wt％,240μL)，并在室温下剧烈搅拌，随后将NaBH4(100mM，1mL)迅速加入，溶液在约30分钟后变成蓝色，银纳米三角片合成。
2、将拉曼探针分子标记到银纳米三角片上：对银纳米三角片溶液连续离心两次(10000rpm,15min)，然后取银纳米三角片取1.8mL，和200μL拉曼探针分子混合两个小时后，进行离心处理，将离心后的溶液重新分散稀释到10mL的溶液中。
在本实施方案中，步骤1)中标记有拉曼探针分子的银纳米三角片与所述葡萄糖氧化酶的质量配比大于1:10，以保证葡萄糖氧化酶与葡萄糖反应的产物可以充分氧化银纳米三角片，有利于信号的稳定性与准确性。其中，标记有拉曼探针分子的银纳米三角片与所述葡萄糖氧化酶的质量配比最优值1:27，其既能保证葡萄糖氧化酶与葡萄糖反应的产物的足量，保证信号的稳定性与准确性，也不造成原料的浪费，节约成本。
在本实施方案中，步骤2)中激发激光为近红外光；优选波长为700～1000nm；最为优选波长为785nm的近红外光；由于该近红外光属于生物窗口内激发光，生物背景荧光低和组织穿透深，从而可将该检测方法用于在体、活体的检测。
下面以具体的实施例对本发明进行进一步的详细说明。
实施例1
A、取93mL去离子水，加入硝酸银(10mM,1mL)、柠檬酸钠(15mM,1mL)、PVP(1.75mM,4mL)和双氧水(30wt％,240μL)，并在室温下剧烈搅拌，得混合溶液，将NaBH4(100mM,1mL)迅速加入到混合溶液中，溶液在约30分钟后变成蓝色，预示银纳米三角片的合成。所制备的样品的扫描电镜照片如图1所示。
B、将步骤A所制备的银纳米三角片溶液连续离心两次提纯(10000rpm,15min)。
C、取步骤B中提纯后的银纳米三角片1.8mL，和200μL拉曼探针分子对巯基苯胺p-ATP(10μM)混合两个小时后，进行离心处理，将离心后的溶液重新分散稀释到10mL的溶液中。
D、取步骤C中制备的标记拉曼分子的银纳米三角片180μL与20μL葡萄糖氧化酶GOx(0.5mg/mL)溶液混合，得检测体系。
E、2μL葡萄糖加入到混合均匀的检测体系内，使葡萄糖最终浓度为100μM。在室温条件下，采用近红外785nm激光激发样品，在便携式拉曼光谱仪上采集样品，采集范围为1000～1700cm-1。
F、记录拉曼光谱随时间的变化情况，如图2所示，由此可见，由于葡萄糖的加入，拉曼信号逐渐减弱，由此实现对葡萄糖的检测。
实施案例2
A、取93mL去离子水，加入硝酸银(10mM,1mL)、柠檬酸钠(15mM,1mL)、PVP(1.75mM,4mL)和双氧水(30wt％,240μL)，并在室温下剧烈搅拌，得混合溶液，将NaBH4(100mM,1mL)迅速加入到混合溶液中，溶液在约30分钟后变成蓝色，预示银纳米三角片的合成。所制备的样品的扫描电镜照片如图1所示。
B、将步骤A所制备的银纳米三角片溶液连续离心两次提纯(10000rpm,15min)。
C、取步骤B中提纯后的银纳米三角片1.8mL，和200μL拉曼探针分子对巯基苯胺p-ATP(10μM)混合两个小时后，进行离心处理，将离心后的溶液重新分散稀释到10mL的溶液中。
D、取步骤C中制备的标记拉曼分子的银纳米三角片再稀释100倍，取180μL稀释后的样品，与20μL葡萄糖氧化酶GOx(0.5mg/mL)溶液混合，得检测体系。
E、2μL不同浓度葡萄糖加入到混合均匀的检测体系内，使葡萄糖最终浓度0～100nM。在室温条件下，采用近红外785nm激光激发样品，在便携式拉曼光谱仪上采集样品，采集范围为1000～1700cm-1。
F、记录加入不同浓度的葡萄糖的拉曼光谱，如图3所示，加入葡萄糖量越多，拉曼信号下降得越明显，可以检测不同浓度的葡萄糖。
实施案例3
A、取93mL去离子水，加入硝酸银(10mM,1mL)、柠檬酸钠(15mM,1mL)、PVP(1.75mM,4mL)和双氧水(30wt％,240μL)，并在室温下剧烈搅拌，得混合溶液，将NaBH4(100mM,1mL)迅速加入到混合溶液中，溶液在约30分钟后变成蓝色，预示银纳米三角片的合成。所制备的样品的扫描电镜照片如图1所示。
B、将步骤A所制备的银纳米三角片溶液连续离心两次提纯(10000rpm,15min)。
C、取步骤B中提纯后的银纳米三角片1.8mL，和200μL拉曼探针分子对巯基苯胺p-ATP(10μM)混合两个小时后，进行离心处理，将离心后的溶液重新分散稀释到10mL的溶液中。
D、取步骤C中制备的标记拉曼分子的银纳米三角片180μL与20μL葡萄糖氧化酶GOx(0.5mg/mL)溶液混合，得检测体系。
E、加入不同糖类果糖，麦芽糖，蔗糖，淀粉和葡萄糖，其余糖类浓度均为500μM，而葡萄糖浓度为50μM，在室温条件下，采用近红外785nm激光激发样品，在便携式拉曼光谱仪上采集样品，采集范围为1000～1700cm-1。
F、记录加入不同糖类及空白样的拉曼光谱，如图4所示，由此可见，由于葡萄糖的加入，拉曼信号明显减弱，而加入其他糖类的样品的拉曼信号和空白样品相比没有发生明显变化，说明本检测方法具有良好的选择性。
应当指出的是，上述实施例不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种葡萄糖的检测方法，其特征在于，具体如下：
1)将标记有拉曼探针分子的银纳米三角片溶液与葡萄糖氧化酶溶液混合均匀，得检测体系；
2)在所述检测体系中加入待检测样品，对待检测样品进行激光激发，并分时段进行拉曼光谱的采集；
3)依据采集的拉曼光谱中拉曼信号的变化情况，确定待检测样品中是否含有葡萄糖。
2.按照权利要求1所述葡萄糖的检测方法，其特征在于：步骤1)中，所述标记有拉曼探针分子的银纳米三角片与所述葡萄糖氧化酶的质量配比大于1:10。
3.按照权利要求1所述葡萄糖的检测方法，其特征在于：步骤1)中，所述标记有拉曼探针分子的银纳米三角片与所述葡萄糖氧化酶的质量配比为1:27。
4.按照权利要求1所述葡萄糖的检测方法，其特征在于：步骤2)中，激发激光为近红外光。
5.按照权利要求1所述葡萄糖的检测方法，其特征在于：步骤2)中，激发激光为波长为700～1000nm的近红外光。
6.按照权利要求1所述葡萄糖的检测方法，其特征在于：步骤2)中，激发激光为波长为785nm的近红外光。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109342393A (zh) * 2018-11-15 2019-02-15 中牧实业股份有限公司 一种利用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖含量的方法
CN110039066A (zh) * 2019-04-04 2019-07-23 连云港职业技术学院 一种以pvp为导向和组装的纳米金岛状结构的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011053247A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Agency For Science, Technology And Research Method for the detection of an analyte by surface enhanced raman spectroscopy (sers)
CN103411949A (zh) * 2013-06-24 2013-11-27 吉林大学 利用sers技术间接检测血清中葡萄糖含量的方法
CN105424690A (zh) * 2015-11-24 2016-03-23 鲁东大学 一种基于三角银纳米片检查葡萄糖浓度的比色方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011053247A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Agency For Science, Technology And Research Method for the detection of an analyte by surface enhanced raman spectroscopy (sers)
CN103411949A (zh) * 2013-06-24 2013-11-27 吉林大学 利用sers技术间接检测血清中葡萄糖含量的方法
CN105424690A (zh) * 2015-11-24 2016-03-23 鲁东大学 一种基于三角银纳米片检查葡萄糖浓度的比色方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QI GUOHUA等: "A highly sensitive SERS sensor for quantitative analysis of glucose based on the chemical etching of silver nanoparticles", 《JOURNAL OF OPTICS》 *
薛彬: "银纳米三角片的制备及其表面增强拉曼光谱的应用", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *
薛彬等: "785nm激光诱导银纳米三角片聚集", 《中国光学》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109342393A (zh) * 2018-11-15 2019-02-15 中牧实业股份有限公司 一种利用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖含量的方法
CN110039066A (zh) * 2019-04-04 2019-07-23 连云港职业技术学院 一种以pvp为导向和组装的纳米金岛状结构的制备方法

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