[发明专利]金纳米簇作为谷胱甘肽荧光探针的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及金纳米簇在谷胱甘肽检测中的应用。

背景技术

谷胱甘肽是重要的抗氧化剂，也是体内含量最多(1–15mM)的小分子巯基分子。它能防止细胞成分被活性氧(ROS)破坏，同时谷胱甘肽参与很多生理过程包括异生物质代谢、细胞内信号传导和基因调控。更重要的是，谷胱甘肽参与调控癌细胞死亡，包括凋亡、坏死和自噬。癌细胞谷胱甘肽含量的提高能够引发癌细胞对化疗药物(例如阿霉素)的抗性。因为谷胱甘肽的重要性,所以需要一种高灵敏、高选择检测谷胱甘肽的方法。

荧光检测法由于其在研究中不会破坏样品、灵敏度高，被人们广泛采用。Yang等设计了一种基于BODIPY(氟化硼二吡咯)分子的荧光探针用来检测谷胱甘肽，并且应用到活细胞中检测(J Am Chem Soc,2012,134,18928)。Yoon等成功合成两种基于青色素的荧光探针检测细胞培养液和活小鼠组织中的谷胱甘肽(J Am Chem Soc,2014,136,5351)。

除了利用有机荧光探针检测谷胱甘肽，量子点和金属纳米簇也被用于谷胱甘肽检测。利用包括谷胱甘肽的生物巯基分子能够使“金纳米簇–汞离子”(Langmuir,2012,28,3945)和“碲化镉/硒化镉量子点–汞离子”(Anal Chem,2009,81,5569)系统荧光恢复，可以检测谷胱甘肽。

然而，以上现有技术检测谷胱甘肽的方法复杂、样品具有毒性、无法有效区分半胱甘酸和同型半胱氨酸对检测谷胱甘肽的干扰等问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供金纳米簇作为谷胱甘肽荧光探针的应用，其中，所述金纳米簇由以下方法制成：氯金酸和组氨酸在常温下避光反应2–8h，即得金纳米簇。

优选地，所述氯金酸和组氨酸的摩尔比为1:20–1:60。

本发明还提供了金纳米簇在谷胱甘肽含量检测中的应用，其中，所述金纳米簇由以下方法制成：氯金酸和组氨酸在常温下避光反应2–8h，即得金纳米簇。

优选地，所述氯金酸和组氨酸的摩尔比为1:20–1:60。

所述应用，包括以下步骤：

(1)将样品加入到金纳米簇水溶液中，混匀后室温静置6–48小时；

(2)采用荧光分光光度计测定金纳米簇在414nm激发时的荧光发射光谱，通过与标准回归曲线对比，即得样品谷胱甘肽的浓度。

本发明还提供了一种肿瘤靶向荧光探针，该荧光探针为金纳米簇，其由以下方法制成：氯金酸和组氨酸在常温下避光反应2–8h，即得金纳米簇。

优选地，所述氯金酸和组氨酸的摩尔比为1:20–1:60。

有益效果：本发明提供了金纳米簇作为谷胱甘肽荧光探针、在谷胱甘肽检测和癌细胞识别方面的应用，可以有效避免半胱氨酸和同型半胱氨酸等各种常见生物分子对谷胱甘肽检测的影响，方法简单、检测范围宽和灵敏度高。此外，由于该金纳米簇具有显著增强的荧光特性，可有效区分正常细胞和癌细胞，尤其对肝癌细胞具有很好的区分效果。相对于现有技术，本发明具有以下突出的优势：

(1)该探针的合成方法简单，仅需要将氯金酸和组氨酸在室温下，即可制得，整个实验过程中没有复杂的有机合成、纯化、分离等步骤，工艺简单。

(2)该探针不含有毒的重金属离子。之前的文献(Langmuir,2012,28,3945；Anal Chem,2009,81,5569)报道过，用重金属离子(例如汞离子)将金纳米簇或量子点的荧光淬灭，然后通过重金属离子和谷胱甘肽的高亲和性，恢复其原有荧光，以这种方法来检测谷胱甘肽。但是很多金属离子都是有毒的，并通过富集作用引起疾病，因此本发明方法更加安全。

(3)本发明提供的方法能够特异地、灵敏地检测谷胱甘肽。培养基中的其他常见物质对谷胱甘肽检测造成的影响很小，包括生物巯基分子半胱氨酸、同型半胱氨酸(这两种物质对生物体内谷胱甘肽检测有很大影响)，且产生的荧光强度与谷胱甘肽的浓度呈线性关系。

(4)谷胱甘肽能选择性、特异性地增强由氯金酸和组氨酸混合制得的金纳米簇的荧光，本发明利用谷胱甘肽能选择性地增强该金纳米簇荧光强度的原理，该金纳米簇能够有效地区分正常细胞和癌细胞，尤其是谷胱甘肽含量最高的肝癌细胞。

附图说明

图1为金纳米簇制备过程及谷胱甘肽增强金纳米簇荧光的机制示意图；

图2为本发明制得的金纳米簇在加入谷胱甘肽前(A)、加入谷胱甘肽后(C)的透射电子显微镜(TEM)图、加入谷胱甘肽前(B)的粒径分布图、加入谷胱甘肽后(D)的粒径分布图；