發(fā)布時(shí)間：2020-08-25 05:07

【摘要】：谷胱甘肽(GSH)是一類在人體大量生命活動中不可或缺的功能分子,它在控制蛋白質(zhì)的生物活性以及人體的新陳代謝方面起到關(guān)鍵作用,同時(shí),GSH在血清中的濃度水平可以作為如帕金森、糖尿病等疾病的生理指標(biāo)。因此,在血清樣本中實(shí)現(xiàn)GSH的高效、快速、精確測定,對某些重大疾病的早期篩查具有重要臨床意義。因?yàn)殡娀瘜W(xué)檢測方法具有成本低、靈敏度高、時(shí)間短、易微型化等優(yōu)點(diǎn),所以本文采用該方法對GSH進(jìn)行檢測,并通過多壁碳納米管-還原氧化石墨烯納米帶核殼結(jié)構(gòu)納米材料(MWCNT@rGONR)、多孔氧化鎳納米片(NiO NS)修飾電極以提升體系對GSH的檢測效果。同時(shí),為了探究生物類分子材料在GSH熒光檢測中的應(yīng)用,構(gòu)建了5,10,15,20-四甲基丙烯酰氧苯基卟啉(TMaBPP)-Hg~(2+)體系對GSH及其硫醇類似物進(jìn)行了熒光檢測。本論文主要研究工作如下:(1)采用溶液剝離法成功制備了MWCNT@rGONR核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料,并將該納米材料修飾到玻碳電極(GCE)表面,用于GSH的電化學(xué)檢測。本研究利用SEM、TEM、FTIR等表征方法對制備的材料進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)表征,并通過循環(huán)伏安法(CV)、電化學(xué)交流阻抗法(EIS)和計(jì)時(shí)電流法(i-t)等電化學(xué)分析方法對所構(gòu)建傳感器的電化學(xué)行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明,在優(yōu)化條件下,該GSH傳感器具有良好的電催化性能,優(yōu)異的電導(dǎo)率和高效的電子傳遞效率,獲得了較寬的線性范圍(0.05~266.3μM和266.3~766.3μM),以及較低的檢測限(39 nM,S/N=3)。此外,該傳感器還具備良好的選擇性、重現(xiàn)性以及較好的穩(wěn)定性。最后,通過加標(biāo)測定封閉正常人血清樣本中GSH含量來驗(yàn)證該傳感器的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。所有結(jié)果均顯示所制備的MWCNT@rGONR核殼結(jié)構(gòu)納米材料為電化學(xué)檢測GSH提供了優(yōu)異的傳感平臺;(2)采用水熱反應(yīng)以及高溫煅燒的方法制備了NiO NS,成功構(gòu)建了一種基于該多孔納米材料的GSH高靈敏檢測電化學(xué)傳感器。本研究利用SEM、TEM、EDX、XRD、XPS等表征方法對NiO NS進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)表征,并采用CV、EIS和i-t等電化學(xué)分析方法對該傳感器的電化學(xué)行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明,多孔片狀結(jié)構(gòu)增加了NiO NS的表面活性位點(diǎn),使得該傳感器具有較快的響應(yīng)速度、優(yōu)異的電催化性能。在優(yōu)化條件下,所構(gòu)建的傳感器通過i-t對GSH的檢測得到了寬泛的線性范圍(0.005~3166.655μM)、低檢測限(2.34 nM,S/N=3),以及較好的選擇性、重現(xiàn)性、穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)了在血清樣本中的加標(biāo)測定。所有結(jié)果均顯示NiO NS在電化學(xué)檢測GSH中展現(xiàn)出了較大的研究價(jià)值,為該納米材料進(jìn)一步的研究應(yīng)用提供了參考依據(jù);(3)設(shè)計(jì)并合成了一種TMaBPP卟啉衍生物分子,建立了TMaBPP-Hg~(2+)體系且成功用于GSH及其硫醇類似物的熒光檢測研究。本研究使用了~1H-NMR、FTIR、FS、UV-vis等對TMaBPP進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)表征,并采用熒光光譜法考察了TMaBPP-Hg~(2+)體系對GSH及其硫醇類似物的檢測效果。結(jié)果表明,該熒光傳感器的檢測速度快(瞬時(shí)反應(yīng)1s),實(shí)現(xiàn)了對GSH、Cys和Hcy分別從0.005~0.1μM和2.5~1000μM,0.01~2.5μM和2.5~750μM,0.1~5μM和5~1000μM的動態(tài)范圍檢測,檢測限低(GSH、Cys和Hcy檢測限分別是0.5 pM,11.57 pM和50.64 pM(S/N=3)),且選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性均較好。最后,通過在封閉正常人血清樣本中加標(biāo)回收測定GSH及其硫醇類似物的含量驗(yàn)證了該體系的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;TP212
【圖文】：

1 緒 論1 緒 論 的簡介肽（GSH）是一類在人體大量生命活動中不可或缺的功能活性以及人體新陳代謝方面起關(guān)鍵作用，如：維持細(xì)胞穩(wěn)異生素和抗氧化[1]，基因表達(dá)，DNA 合成，蛋白質(zhì)合成，SH 在生理活動中的性質(zhì)及其氧化應(yīng)激響應(yīng)為研究者將其作指標(biāo)提供了可能，利用對 GSH 的檢測可以間接監(jiān)測某些疾 GSH 進(jìn)行定量檢測在疾病的早期診斷與預(yù)防中具有重要意 的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

同時(shí)也是檢測GSH 的最早方法之一。此法靈敏度高，反應(yīng)條件溫和且檢測便捷，反應(yīng)過程如圖1.2 所示：GSH[15]被 5,5'-二硫代雙（2-硝基苯甲酸）（DTNB）氧化生成 GSSH 和穩(wěn)定的 2-硝基-5-硫代苯甲酸（TNB），GSSH 還原酶通過與 GSSH 及 NADPH（還原型輔酶Ⅱ）反應(yīng)生成 GSH，從而達(dá)到保持 GSH 總量不變的目的。在這種情況下，DTNB 氧化 GSH 生成 TNB 的速率與總 GSH 成正比。TNB 在 412 nm 波長處有最大吸光度，采用分光光度計(jì)法對總谷胱甘肽含量進(jìn)行測定，從而達(dá)到檢測的目的。

和紫外-可見分光光度計(jì)聯(lián)用傳感器（CE-UV-vis）對 GSH 的最低檢測限為 2.35×10-6mol L-1，實(shí)現(xiàn)了人體血漿以及實(shí)驗(yàn)小鼠細(xì)胞中的 GSH 含量測定。He 等[27]采用電泳與電噴霧質(zhì)譜法聯(lián)用（ESI-MS）實(shí)現(xiàn)了人體尿液中 GSH 含量的測定，檢測限為 0.08 g L-1。多種類型的電泳法已經(jīng)得到蓬勃發(fā)展，為復(fù)雜樣本的分離檢測提供了平臺，但是這種方法對檢測器要求較高，且設(shè)備儀器昂貴復(fù)雜。1.2.4 熒光光譜法熒光光譜法對目標(biāo)物含量進(jìn)行測定的原理主要是依靠待測物濃度和相關(guān)物質(zhì)的熒光強(qiáng)度間存在某種對應(yīng)關(guān)系，具有所需樣本量少、選擇性強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)[28]，在化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[29]。Cao 及其團(tuán)隊(duì)[30]運(yùn)用熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）原理，設(shè)計(jì)并合成了一種用于生物硫醇檢測的基于四（4-羥基苯基）卟啉香豆素的比率熒光探針（Ratio-HPSSC）。從圖 1.3 可以看出，在探針分子中，卟啉是吸電子基團(tuán)，香豆素基團(tuán)為供電子基團(tuán)，以二硫鍵連接。該靈敏性比率熒光探針對 Cys 的檢測范圍是 1~600 μM，非常適用于活體細(xì)胞中生物硫醇的熒光成像檢測。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2803303