[发明专利]基于富勒烯的快速高效响应谷胱甘肽的荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了基于富勒烯的快速高效响应谷胱甘肽的荧光探针及其制备方法和应用。该荧光探针是基于富勒烯量子点和二氧化锰纳米片的复合物，通过静电吸附和配位的作用形成具有谷胱甘肽响应的荧光探针，表达成FQD‑MnO₂，富勒烯量子点结构式为C₆₀(OH)_x(NH₂)_yO_z。该荧光探针合成简单，荧光稳定不易淬灭，并且能够与谷胱甘肽(GSH)快速反应，可用于定量检测溶液及细胞内的GSH含量。在GSH存在的条件下，二氧化锰纳米片快速还原成锰离子，同时恢复FQD的荧光。通过建立GSH浓度与FQD荧光恢复强度的线性关系，可以定量检测溶液和细胞内谷胱甘肽的浓度。本发明可以高效快速检测GSH含量，灵敏度高，测量浓度范围广。

技术领域

本发明属于分析化学中的蛋白检测技术领域，具体涉及基于富勒烯的快速高效响应谷胱甘肽的荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

C₆₀分子是由五元环和六元环组成的封闭球体，具有高度对称的结构，因此具有独特的理化性质，成为研究的焦点。因其安全高效，C₆₀作为载体和光敏剂渐渐应用在生物医学领域。尽管C₆₀分子在水中不溶，很多研究者通过对富勒烯的表面进行基团修饰能够很好解决水溶性问题。C₆₀分子因其高度对称几乎没有荧光，最近也有研究表明通过氧化可以打破富勒烯的高度对称结构，产生荧光。富勒烯类荧光物质具有高度生物相容性，可以用于活体成像和生物检测。

二氧化锰纳米片是一种半导体材料，且有很大的表面积，常被作为载体承载光敏剂和药物用于生物诊断，成像以及治疗。二氧化锰还可以和谷胱甘肽反应，可控性地释放药物和光敏剂。

谷胱甘肽是生物体内重要的小分子肽，由半胱氨酸，谷氨酸和甘氨酸组成。它在生物体内主要充当解毒剂和抗氧化剂，维持整个机体正常的免疫系统。谷胱甘肽在正常浓度下可以发挥极其重要的生理应用，例如清除自由基，保护组织细胞。但是异常的谷胱甘肽浓度预示着局部微环境的改变，与一些重大疾病有关，比如肿瘤。因此，精准快速高效检测谷胱甘肽是非常重要的。传统的谷胱甘肽浓度检测例如酶法，色谱法虽然可以检测谷胱甘肽浓度，但都存在很多不足，如酶法需要特定的反应条件和较长的反应时间；色谱法需要昂贵仪器，对操作者要求较高，并且灵敏度和检测范围都有限。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于富勒烯的快速高效响应谷胱甘肽的荧光探针及其制备方法和应用，属于简便快速检测谷胱甘肽的荧光分析法。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于富勒烯的快速高效响应谷胱甘肽的荧光探针，表达为FQD-MnO₂；其中，FQD为富勒烯量子点，结构式为C₆₀(OH)_x(NH₂)_yO_z，x＝13,y＝7,z＝15。

优选本发明所述富勒烯量子点粒径小于10nm。进一步优选富勒烯量子点激发波长范围是350-500nm，富勒烯量子点荧光发射光谱是激发波长依赖型的发射光谱，其最大发射峰的范围为450-550nm。

进一步的，上述富勒烯量子点是通过以下方式制备得到的：在C₆₀粉末中加入过氧化氢和氨水，50-80℃敞口搅拌10-14h，离心后取上清液加入上清液5-7倍体积量的乙醇，静置1-4小时，沉淀，离心后，采用乙醇和水交替洗涤沉淀3次，洗涤完成后将沉淀置于40-60℃条件下真空干燥，得到富勒烯量子点。其中，每10mg的C₆₀加入1～10ml的过氧化氢和氨水混合液，其中过氧化氢与氨水的质量浓度分别是30％和28％，体积比为5:2。