CN113533409B - 一种用于定量检测液体生物样本中特定组分的弛豫核磁共振方法 - Google Patents
一种用于定量检测液体生物样本中特定组分的弛豫核磁共振方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113533409B CN113533409B CN202110889967.XA CN202110889967A CN113533409B CN 113533409 B CN113533409 B CN 113533409B CN 202110889967 A CN202110889967 A CN 202110889967A CN 113533409 B CN113533409 B CN 113533409B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- target component
- standard
- tube
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000001225 nuclear magnetic resonance method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 52
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical class [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 16
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims abstract description 9
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 claims abstract description 8
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 claims abstract description 8
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 16
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 15
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 15
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 15
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 15
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 10
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 108010089254 Cholesterol oxidase Proteins 0.000 claims description 7
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 claims description 7
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 claims description 7
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 claims description 7
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 claims description 7
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 6
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 6
- 150000001840 cholesterol esters Chemical class 0.000 claims description 6
- 102000057621 Glycerol kinases Human genes 0.000 claims description 5
- 108700016170 Glycerol kinases Proteins 0.000 claims description 5
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 claims description 5
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 claims description 5
- 108010055297 Sterol Esterase Proteins 0.000 claims description 5
- 102000000019 Sterol Esterase Human genes 0.000 claims description 5
- IMBKASBLAKCLEM-UHFFFAOYSA-L ferrous ammonium sulfate (anhydrous) Chemical compound [NH4+].[NH4+].[Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O IMBKASBLAKCLEM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 claims description 4
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 4
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 3
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 claims description 3
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000003722 extracellular fluid Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 16
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 3
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 3
- BPYKTIZUTYGOLE-IFADSCNNSA-N Bilirubin Chemical compound N1C(=O)C(C)=C(C=C)\C1=C\C1=C(C)C(CCC(O)=O)=C(CC2=C(C(C)=C(\C=C/3C(=C(C=C)C(=O)N\3)C)N2)CCC(O)=O)N1 BPYKTIZUTYGOLE-IFADSCNNSA-N 0.000 description 2
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- GNGACRATGGDKBX-UHFFFAOYSA-N dihydroxyacetone phosphate Chemical compound OCC(=O)COP(O)(O)=O GNGACRATGGDKBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 2
- ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M potassium thiocyanate Chemical compound [K+].[S-]C#N ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229940116357 potassium thiocyanate Drugs 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- AWUCVROLDVIAJX-GSVOUGTGSA-N sn-glycerol 3-phosphate Chemical compound OC[C@@H](O)COP(O)(O)=O AWUCVROLDVIAJX-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 2
- NRHMKIHPTBHXPF-TUJRSCDTSA-M sodium cholate Chemical compound [Na+].C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC([O-])=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 NRHMKIHPTBHXPF-TUJRSCDTSA-M 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N Gluconic acid Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 1
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 description 1
- WTDRDQBEARUVNC-LURJTMIESA-N L-DOPA Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C(O)=C1 WTDRDQBEARUVNC-LURJTMIESA-N 0.000 description 1
- WTDRDQBEARUVNC-UHFFFAOYSA-N L-Dopa Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C(O)=C1 WTDRDQBEARUVNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- NYOXRYYXRWJDKP-GYKMGIIDSA-N cholest-4-en-3-one Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 NYOXRYYXRWJDKP-GYKMGIIDSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 1
- 235000001727 glucose Nutrition 0.000 description 1
- 229960003180 glutathione Drugs 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960004502 levodopa Drugs 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000002468 redox effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 1
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
- G01N24/08—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于定量检测液体生物样本中特定组分含量的弛豫核磁共振方法，所述组合物包括：山梨醇、亚铁盐、氧化酶类。具体过程包括步骤a)：通过特异性的一步或几步酶分解反应使液体生物样本中的微量目标组分生成与其含量相关的过氧化氢；步骤b)：产物过氧化氢在组合物影响下高灵敏度地氧化亚铁离子并导致样本溶液测得的1H‑NMR弛豫时间降低；步骤c)：与已知浓度的标准管样本比较并计算出被测样本中目标组分的含量。通过本发明方法及组合物，可以高灵敏度、高特异性、高抗干扰性地检测液体生物样本中的多种组分含量，有助于进一步拓展核磁共振技术在生物检测方向的应用。
Description
技术领域
本发明属于生物化学方法分析检测技术领域，具体涉及一种用于定量检测液体生物样本中特定组分的弛豫核磁共振方法及提升检测性能的组合物与反应液。
背景技术
弛豫核磁共振技术因其快速、易操作的特点在食品科学、生物检测等领域具有极大的应用前景，但受限于弛豫核磁共振分辨率较低，时域上无法很好的区分多种组分的信号叠加，因此应用于复杂样本中的小分子定量检测仍具有很大局限。尤其是应用于生物样本中微量成分的检测时，易受到样本基质中不同水平的干扰物影响，导致检测误差或无法检出，因此对弛豫核磁共振方法在具体应用中的特异性、灵敏度、抗干扰性具有较高要求。
在本领域中已知的一种弛豫核磁共振检测方法是顺磁离子介导的磁传感器，通过目标诱导的Fe2+/Fe3+弛豫转换，将目标组分的微弱信号放大为液体样本整体的弛豫变化。但它们的灵敏度仍相对较低，无法满足微量组分检测的应用需求。同时在实际的临床应用中，顺磁离子的氧化还原过程易受到左旋多巴、尿酸、vit-C、胆红素、谷胱甘肽等物质的干扰造成假性测量结果，严重影响测定的准确性。在提升弛豫核磁共振方法的抗干扰性方面，本领域已提出的一种解决方法是通过物理化学手段对生物样本进行预处理，尽可能除去其中的干扰蛋白，但在实际应用中，样本中存在的一些具有氧化还原性质的小分子化合物并不能被简单除尽，还易引入多余的干扰组分。在提升弛豫核磁共振方法的灵敏性方面，本领域已提出的一种解决方法是利用硫氰化钾与铁离子的螯合物来增强弛豫信号对比度，但形成的络合物不溶于水，易造成检测时取样不均匀，影响测定结果。同时硫氰化钾具有一定毒性，对环境亦有危害。
在弛豫核磁共振检测领域，目前尚缺乏一种简单、安全、有效的方案，能够在针对液体生物样本的定量检测中同时提升检测性能的多个方面，包括但不限于针对葡萄糖、胆固醇、甘油三酯的微量检测灵敏度、抗干扰能力以及检测特异性等。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于进一步拓展弛豫核磁共振技术在生物检测方向上的应用，提出一种用于定量检测液体生物样本中特定组分含量的弛豫核磁共振方法，并涉及一系列用于提升弛豫检测灵敏度、特异性以及抗干扰性的组合物及配制形成的反应液，更具体地，是经由酶反应方法将目标组分转换为对产物过氧化氢的定量检测，并通过所述组合物增强微量过氧化氢引起的1H-NMR弛豫信号差异，检测反应液弛豫时间变化并与标准管结果比较计算出目标组分的含量。
技术方案：一种用于定量检测液体生物样本中特定组分含量的弛豫核磁共振方法，具体步骤为：
a)通过特异性的酶分解反应使液体生物样本中的微量特定组分即目标组分生成与其含量相关的过氧化氢产物；所述的液体生物样本为来源于生物体且质地为液体的样本；所述的特异性的酶分解反应中的缓冲液里添加有提升检测性能的组合物，所述提升检测性能的组合物由特定种类酶、山梨醇、亚铁盐组成；
b)过氧化氢产物在组合物影响下高灵敏度地氧化亚铁离子并导致样本溶液测得的1H-NMR弛豫时间降低；
c)与已知浓度的标准管样本检测结果比较并计算出被测样本中目标组分的含量。
所述液体生物样本包括全血、血清、尿液、唾液、组织液。
所述微量特定组分生成与其含量相关的过氧化氢产物指的是葡萄糖与葡萄糖氧化酶，胆固醇酯与胆固醇酯酶及胆固醇氧化酶，甘油三酯与脂肪酶、甘油激酶及磷酸甘油氧化酶这类组合。
所述弛豫核磁共振方法是指基于1H-NMR时域信号快速检测样本至少包括横向或纵向弛豫时间在内的信息。
所述已知浓度的标准管样本是指对应当前目标组分的标准物溶液，标准物浓度已知。
所述特定种类酶根据当前目标组分选取，包括葡萄糖氧化酶、胆固醇氧化酶、磷酸甘油氧化酶中的任一种。
所述亚铁盐包括氯化亚铁、硫酸亚铁铵中的任一种。
所述特定种类酶的终浓度足以使目标组分发生特异性水解或氧化，反应过程中伴随有产物过氧化氢，且最终生成过氧化氢产物的含量与目标组分成比例关系。
所述亚铁盐产生的二价铁离子的终浓度根据目标组分的含量范围进行优化调配，使终溶液中二价铁离子不会被完全氧化。
有益效果：
本发明提供了一种通过核磁共振弛豫法检测快速检测液体生物样本中特定组分含量的方法，与现有检测液体样本的弛豫核磁共振技术相比，本发明中的组合物通过与目标组分间的生物化学反应可以提升弛豫核磁共振方法对样本中微量组分的检测灵敏度和特异性，将目标组分的含量转化为产物过氧化氢的含量，继而转化为NMR测得的弛豫时间的变化，大大提高检测差异对比度。本发明采用的NMR弛豫法高效、检出限低，涉及的组合物可以提升检测性能，更适用于生物样本中微量组分的检测。
附图说明
图1为本发明反应液及其中的组合物在针对血液中葡萄糖定量检测中的具体用途。
图2为本发明实施例1测定管中溶液的横向弛豫曲线及对应的弛豫时间T2。
图3为本发明的方法测定血清葡萄糖含量(实施例1)的结果与标准值(生化分析仪)的对比，其准确度优于市售普通电子血糖仪。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
本发明的一种用于定量检测液体生物样本中特定组分含量的弛豫核磁共振方法及提升检测性能的组合物与反应液通过如下技术方案予以实现：
第一方面，一种用于定量检测液体生物样本中特定组分含量的弛豫核磁共振方法，具体步骤为：
a)通过特异性的一步或几步酶分解反应使液体生物样本中的微量目标组分生成与其含量相关的过氧化氢；
b)产物过氧化氢在组合物影响下高灵敏度地氧化亚铁离子并导致样本溶液测得的1H-NMR弛豫时间降低；
c)与已知浓度的标准管样本检测结果比较并计算出被测样本中目标组分的含量。
其中：
所述液体生物样本包括全血、血清、尿液、唾液、组织液等来源于生物体且质地为液体的样本。
所述特定组分是指可以经由一步或几步酶分解反应特异性地生成过氧化氢产物的组分，在具体的实施方案中可以是葡萄糖(葡萄糖氧化酶)，胆固醇酯(胆固醇酯酶、胆固醇氧化酶)，甘油三酯(脂肪酶、甘油激酶、磷酸甘油氧化酶)等。
所述弛豫核磁共振方法是指基于时域信号的1H-NMR快速检测样本横向或纵向弛豫时间。
所述已知浓度的标准管样本是指对应当前目标组分的标准物溶液，其标准物浓度已知。
第二方面，本发明提供一种组合物在提升弛豫核磁共振检测性能中的用途，所述组合物是指由包括特定种类酶、山梨醇、亚铁盐在内的生物化学试剂，有利地，所述提升是指灵敏度、特异性，和/或抗干扰性的性能的提升。
在本发明的定义中，术语“检测性能”主要是指灵敏度、特异性和抗干扰性。
其中：
所述特定种类酶根据当前目标组分选取，包括但不限于葡萄糖氧化酶、胆固醇氧化酶、磷酸甘油氧化酶等。
所述亚铁盐可以溶于缓冲液中产生二价铁离子，包括但不限于氯化亚铁、硫酸亚铁铵等。
本发明中组合物的用途分别通过如下生物化学反应予以体现：
在一个具体的实施方案中，胆固醇酯┄胆固醇酯酶→胆固醇+脂肪酸，胆固醇┄胆固醇氧化酶→Δ4-胆甾烯酮+H2O2，所述特定种类酶高特异性地将胆固醇酯和胆固醇的检测转化为过氧化氢的检测。
在一个具体的实施方案中，葡萄糖┄葡萄糖氧化酶→葡萄糖酸+H2O2，所述特定种类酶高特异性地将葡萄糖的检测转化为过氧化氢的检测。
在一个具体的实施方案中，甘油三酯┄脂肪酶→甘油+脂肪酸，甘油┄甘油激酶→甘油-3-磷酸，甘油-3-磷酸┄磷酸甘油氧化酶→磷酸二羟丙酮+H2O2，所述特定种类酶高特异性地将甘油三酯的检测转化为过氧化氢的检测。
二价铁离子+H2O2→三价铁离子，所述亚铁盐通过二价铁离子/三价铁离子不同的铁磁性质，高灵敏性地将过氧化氢含量的变化转化为样本弛豫时间的差异。
山梨醇+H2O2→过氧自由基，所述山梨醇与过氧化氢发生的链式反应提供的过氧自由基可以成倍氧化亚铁离子，极大提高反应液对过氧化氢的灵敏度。
第三方面，本发明提供一种弛豫核磁共振检测所用反应液，用于与检测样本中的目标组分发生一系列高灵敏性特异反应，其含有如上所述的组合物以及常规缓冲液，进一步包括样本。
其中：
所述特定种类酶的终浓度足以使后者发生特异性水解或氧化，反应过程中伴随有产物过氧化氢，且最终生成过氧化氢的含量与目标组分成比例关系。
所述亚铁盐产生的二价铁离子的终浓度根据目标组分的含量范围进行调配，使终溶液中二价铁离子不会被完全氧化。
本发明的弛豫核磁共振定量检测液体生物样本中特定组分的方法，与现有测定液体样本的弛豫核磁共振技术相比，通过引入本发明的组合物，将特定组分的微量核磁信号差异转化为金属离子氧化引起的更为显著的弛豫信号差异，可以高灵敏度、高特异性、高抗干扰性地检测液体生物样本中的多种组分含量。特别地，在复杂的临床检验情况下，通过调整不同的特定种类酶及对应的反应液，本方法可适用于多种指标的快速检测。
实施例1
检测人血清样本中的葡萄糖含量(检测范围3～20mmol/L)。
1.配制适用于葡萄糖定量检测的反应液：其中pH6.7磷酸盐缓冲液50mmol/L，葡萄糖氧化酶≥3ng/mL，山梨醇200mmol/L，氯化亚铁0.5mmol/L；
2.配制2只标准管样本液：其中葡萄糖浓度分别为3mmol/L以及20mmol/L，牛血清白蛋白0.2％；
3.取试管4只，按下表操作：
混匀后，37℃水浴孵育15min。
4.检测每只试管中溶液的横向弛豫时间T2，计算全血葡萄糖(mmol/L)＝3+17*(标准管1-测定管)/(标准管1-标准管2)。
实施例结果如下(斜体为计算数据)：
| 标准管1 | 标准管2 | 测定管1 | 测定管2 | 测定管3 | 测定管4 | |
| T2/ms | 2059.75 | 218.43 | 1757.53 | 1293.44 | 1595.93 | 1866.5 |
| Glucose/mM | 3 | 20 | 5.81 | 10.07 | 7.31 | 4.79 |
实施例2
检测人血清样本中的总胆固醇含量(检测范围2～10mmol/L)。
1.配制适用于总胆固醇定量检测的反应液：其中pH6.7磷酸盐缓冲液50mmol/L，胆固醇酯酶≥0.4kU/L，胆固醇氧化酶≥0.2kU/L，胆酸钠0.1％，山梨醇50mmol/L，硫酸亚铁铵0.5mmol/L；
2.配制2只标准管样本液：其中胆固醇标准物浓度分别为2mmol/L以及10mmol/L，牛血清白蛋白0.2％；
3.取试管4只，按下表操作：
混匀后，37℃水浴孵育15min。
4.检测每只试管中溶液的纵向弛豫时间T1，计算血清总胆固醇(mmol/L)＝2+8*(标准管1-测定管)/(标准管1-标准管2)。
实施例3
检测人血清样本中的甘油三酯含量(检测范围1～5mmol/L)。
1.配制适用于甘油三酯定量检测的反应液：其中pH6.7磷酸盐缓冲液50mmol/L，脂肪酶≥3U/mL，甘油激酶≥0.2U/mL，磷酸甘油氧化酶≥2.5U/mL，ATP≥0.15mmol/L，胆酸钠0.1％，山梨醇20mmol/L，硫酸亚铁铵0.5mmol/L；
2.配制2只标准管样本液：其中甘油三酯标准物浓度分别为1mmol/L以及5mmol/L，牛血清白蛋白0.2％；
3.取试管4只，按下表操作：
混匀后，37℃水浴孵育15min。
4.检测每只试管中溶液的纵向弛豫时间T1，计算血清甘油三酯(mmol/L)＝1+4*(标准管1-测定管)/(标准管1-标准管2)。
上述实施例为本发明针对血清中常见生化指标的定量检测的几种实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于定量检测液体生物样本中目标组分含量的弛豫核磁共振方法，其特征在于，具体步骤为：
a）通过特异性的酶分解反应使液体生物样本中的目标组分生成与其含量相关的过氧化氢产物；所述的液体生物样本为来源于生物体且质地为液体的样本；所述的特异性的酶分解反应中的缓冲液里添加有提升检测性能的组合物，所述提升检测性能的组合物由酶、山梨醇、亚铁盐组成；
b）过氧化氢产物在组合物影响下高灵敏度地氧化亚铁离子并导致样本溶液测得的1H-NMR弛豫时间降低；将被测样本置于测定管中，不同浓度的标准样本分别置于标准管1和标准管2中，然后，分别测定被测样本和标准管1和标准管2中的标准样本的横向弛豫时间或纵向弛豫时间；
c）通过对被测样本与已知浓度的标准管样本弛豫时间的检测结果比较并计算出被测样本中目标组分的含量C；具体计算如下：C（mmol/L）=C标准管1+（C标准管2-C标准管1）*（T标准管1-T测定管）/（T标准管1-T标准管2），其中C标准管1为标准管1中目标组分的已知含量，单位为mmol/L，C标准管2为标准管2中目标组分的已知含量，单位为mmol/L，T标准管1为标准管1中标准样本的弛豫时间，单位为ms，T标准管2为标准管2中的标准样本弛豫时间，单位为ms，T测定管为测定管中被测样本的弛豫时间，单位为ms；
所述目标组分为葡萄糖、胆固醇酯、甘油三酯中的任一种，所述的目标组分葡萄糖对应的特异性的酶为葡萄糖氧化酶，胆固醇酯对应的特异性酶为胆固醇酯酶及胆固醇氧化酶，甘油三酯对应的特异性酶为脂肪酶、甘油激酶及磷酸甘油氧化酶。
2.根据权利要求1所述的一种用于定量检测液体生物样本中目标组分含量的弛豫核磁共振方法，其特征在于，所述液体生物样本包括全血、血清、尿液、唾液、组织液。
3.根据权利要求1所述的一种用于定量检测液体生物样本中目标组分含量的弛豫核磁共振方法，其特征在于，所述已知浓度的标准管样本是指对应当前目标组分的标准物溶液，标准物浓度已知。
4.根据权利要求1所述的一种用于定量检测液体生物样本中目标组分含量的弛豫核磁共振方法，其特征在于，所述亚铁盐包括氯化亚铁、硫酸亚铁铵中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种用于定量检测液体生物样本中目标组分含量的弛豫核磁共振方法，其特征在于，所述酶的终浓度足以使目标组分发生特异性水解或氧化，反应过程中伴随有产物过氧化氢，且最终生成过氧化氢产物的含量与目标组分成比例关系。
6.根据权利要求1所述的一种用于定量检测液体生物样本中目标组分含量的弛豫核磁共振方法，其特征在于，所述亚铁盐产生的二价铁离子的终浓度根据目标组分的含量范围进行优化调配，使终溶液中二价铁离子不会被完全氧化。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110889967.XA CN113533409B (zh) | 2021-08-04 | 2021-08-04 | 一种用于定量检测液体生物样本中特定组分的弛豫核磁共振方法 |
| PCT/CN2021/112681 WO2023010613A1 (zh) | 2021-08-04 | 2021-08-16 | 一种用于定量检测液体生物样本中特定组分的弛豫核磁共振方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110889967.XA CN113533409B (zh) | 2021-08-04 | 2021-08-04 | 一种用于定量检测液体生物样本中特定组分的弛豫核磁共振方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113533409A CN113533409A (zh) | 2021-10-22 |
| CN113533409B true CN113533409B (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=78121963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110889967.XA Active CN113533409B (zh) | 2021-08-04 | 2021-08-04 | 一种用于定量检测液体生物样本中特定组分的弛豫核磁共振方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113533409B (zh) |
| WO (1) | WO2023010613A1 (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103212093A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种具有细胞靶向性的磁性纳米材料及其生物医学应用 |
| CN108333536A (zh) * | 2017-01-20 | 2018-07-27 | 国家纳米科学中心 | 基于纵向弛豫时间信号读出的磁传感器及其构建方法、用途 |
| CN110455848A (zh) * | 2018-05-08 | 2019-11-15 | 国家纳米科学中心 | 基于络合反应放大信号的铁离子纵向弛豫时间传感器及其构建方法、用途 |
| CN112067647A (zh) * | 2020-11-11 | 2020-12-11 | 东南大学 | 一种检测液体生物样本葡萄糖含量的弛豫核磁共振方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3829623B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2006-10-04 | 日本油脂株式会社 | リポ蛋白中のコレステロールの定量方法 |
| US20090088340A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Western Carolina University | Methods for predicting the reduction/oxidation (redox) reaction activity of metal complexes |
| US9482643B2 (en) * | 2013-11-26 | 2016-11-01 | Aspect Imaging Ltd. | Means and methods using paramagnetic agents for in vitro diagnostic applications |
| US10393684B2 (en) * | 2015-04-24 | 2019-08-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Micro magnetic resonance relaxometry |
| WO2021089707A1 (en) * | 2019-11-07 | 2021-05-14 | Nanonord A/S | A method of and a system for determining protein concentration in a selected material by nuclear magnetic resonance relaxometry |
-
2021
- 2021-08-04 CN CN202110889967.XA patent/CN113533409B/zh active Active
- 2021-08-16 WO PCT/CN2021/112681 patent/WO2023010613A1/zh unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103212093A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种具有细胞靶向性的磁性纳米材料及其生物医学应用 |
| CN108333536A (zh) * | 2017-01-20 | 2018-07-27 | 国家纳米科学中心 | 基于纵向弛豫时间信号读出的磁传感器及其构建方法、用途 |
| CN110455848A (zh) * | 2018-05-08 | 2019-11-15 | 国家纳米科学中心 | 基于络合反应放大信号的铁离子纵向弛豫时间传感器及其构建方法、用途 |
| CN112067647A (zh) * | 2020-11-11 | 2020-12-11 | 东南大学 | 一种检测液体生物样本葡萄糖含量的弛豫核磁共振方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| "Versatile T1‑Based Chemical Analysis Platform Using Fe3+/Fe2+ Interconversion";Yiping Chen et al.;《Analytical Chemistry》;第1234−1240页 * |
| "Ferrous Ion Oxidation in Presence of Ferric Ion Indicator Xylenol Orange for Measurement of Hydroperoxides";SIMON P. WOLFF;《METHODS IN ENZYMOLOGY》;第182-189页 * |
| "Sensitive Oxidation of Sorbitol-Mediated Fe2+ by H2O2: A Reliable TD-NMR Method for Clinical Blood Glucose Detection";Yi Chen et al.;《Analytical Chemistry》;第14153-14160页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113533409A (zh) | 2021-10-22 |
| WO2023010613A1 (zh) | 2023-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1125151A (en) | Triglycerides assay and reagents therefor | |
| Zouari et al. | Competitive RNA-RNA hybridization-based integrated nanostructured-disposable electrode for highly sensitive determination of miRNAs in cancer cells | |
| Ma et al. | Aptamer-based portable biosensor for platelet-derived growth factor-BB (PDGF-BB) with personal glucose meter readout | |
| Xue et al. | Ultra-small CuS nanoparticles as peroxidase mimetics for sensitive and colorimetric detection of uric acid in human serum | |
| Rocha et al. | On-line simultaneous monitoring of glucose and acetate with FIA during high cell density fermentation of recombinant E. coli | |
| CN110455848B (zh) | 基于络合反应放大信号的铁离子纵向弛豫时间传感器及其构建方法、用途 | |
| Mizukami et al. | Electrochemical enzyme-based blood ATP and lactate sensor for a rapid and straightforward evaluation of illness severity | |
| CN105588936A (zh) | 一种甘胆酸的测定试剂及其制备方法 | |
| CN113533409B (zh) | 一种用于定量检测液体生物样本中特定组分的弛豫核磁共振方法 | |
| Honeychurch et al. | Voltammetric behaviour of DNA bases at a screen-printed carbon electrode and its application to a simple and rapid voltammetric method for the determination of oxidative damage in double stranded DNA | |
| KR100449216B1 (ko) | 화학발광량조절에의한피검물질의측정방법 | |
| Bai et al. | One-step detection of hexokinase activity using a personal glucose meter | |
| Lawrance et al. | Development of a disposable bile acid biosensor for use in the management of cholestasis | |
| CN108680567B (zh) | 一种基于功能化核酸的化学发光传感器对赭曲霉毒素a的测定方法 | |
| Inamdar et al. | Five treatment procedures evaluated for the elimination of ascorbate interference in the enzymatic determination of urinary oxalate | |
| CN109541238A (zh) | 直接胆红素测定方法及试剂盒 | |
| Carpenter et al. | The Determination of Total Serum Cholesterol by Flowinjection Analysis with Amperometric Detection | |
| CA2577600C (en) | Method for electrochemically measuring phosphoric acid and/or phosphate ester | |
| CN105353142A (zh) | 一种稳定性强的血清总胆固醇检测单试剂 | |
| CN113640235B (zh) | 纳米酶催化辅助的比率型比色检测肝素的方法 | |
| Kızıltunç et al. | An enzymatic method for the determination of free fatty acids in serum/plasma | |
| CN106680222B (zh) | 胆碱酯酶测定试剂及试剂盒 | |
| Erel et al. | Semi-automated enzymatic measurement of serum zinc concentration | |
| CN116732131A (zh) | 基于四甲基联苯胺催化荧光法测定葡萄糖氧化酶活性的方法 | |
| Rozum et al. | Application of monofluorophosphate/alkaline phosphatase system in flow injection analysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |