[发明专利]一种荧光金纳米簇材料的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种荧光金纳米簇材料的制备方法及其产品和应用，属于酸性磷酸酶(ACP)检测技术领域。本发明公开了一种以牛血清白蛋白作为还原剂和保护剂的荧光金纳米簇材料(BSA‑AuNCs)制备方法，制备得到的荧光金纳米簇材料具有过氧化物酶模拟活性和荧光特性，能够用于检测酸性磷酸酶(ACP)的含量，首次利用金纳米簇材料(BSA‑AuNCs)建立了一种灵敏的双猝灭双增强的ACP检测方法，该方法检测ACP灵敏度高，线性范围为0.01～2U/L，检出限为0.003U/L，相对于其它酶(如辣根过氧化物酶、溶菌酶、葡萄糖氧化酶、酪氨酸酶)或金属离子而言，对酸性磷酸酶(ACP)有较高的选择性。

技术领域

本发明属于酸性磷酸酶(ACP)检测技术领域，涉及一种荧光金纳米簇材料的制备方法及其产品和应用。

背景技术

酸性磷酸酶(ACP)是在哺乳动物和植物中发现的一种常见的酶，它可以水解磷酸酯键将磷酸基团从底物中解离。血清中酸性磷酸酶(ACP)的含量被认为是相关病理诊断的主要因素，它的异常表达会导致一些常见疾病，如前列腺癌、肝硬化、溶血性贫血、慢性肾炎等。由于酸性磷酸酶(ACP)具有重要的临床意义，因此有必要建立一种简便、灵敏的ACP检测方法。目前已报道的酸性磷酸酶(ACP)的检测方法包括电化学法、荧光法、比率荧光法、比色法、色谱法等。荧光检测法由于其灵敏度高、选择性强、使用简单等优点，已被广泛应用于体内分子的检测。

过氧化物酶是一种氧化还原酶，分布于体液或细胞中，可催化H₂O₂直接氧化酚类或胺类化合物。与天然酶易受pH和温度影响而活性变化的缺点相比，模拟酶结构简单，化学性质稳定，具有酶的高效、低成本、易得等优点。随着纳米技术和生物技术的发展，各种纳米材料已被证明具有模拟过氧化物酶的活性，可用作纳米酶，如介孔氧化镍纳米花(NiONFs)、C-dots/Fe₃O₄、FeS₂纳米粒子、石墨烯量子点负载的CuO纳米针(GQDs-CuO)等，已被证明具有类过氧化物活性。然而，这些材料中的大多数都需要复杂的合成方法和严格的实验条件。相反，具有类过氧化物酶性质和荧光特性的金纳米簇由于其合成方式简单且温和，已被广泛应用于化学物质的检测。铈(Ce³⁺)是重要的稀土元素(REEs)之一，它很容易从4f电离并释放出电子，具有独特的催化、磁性和电子特性。Deng等将Ce³⁺添加到具有过氧化物酶活性的金纳米颗粒中以增强金纳米粒子的催化活性。而Ce⁴⁺通常用于合成具有强氧化性的纳米酶。LucaArtiglia等报道了TiO₂@CeOx可以催化H₂O₂将Ce³⁺氧化为Ce⁴⁺、的氧化还原机理以及不同比例的Ce³⁺和Ce⁴⁺对TiO₂@CeOx的催化活性有不同程度的影响，甚至优于天然的过氧化物酶。

荧光共振能量转移(FRET)作为一种灵敏的分析方法得到了广泛的应用，为分析方法的发展提供了更多的可能性。Shi等合成了具有模拟过氧化物酶活性和荧光性质的Fe/Eu-MOF材料，能够催化H₂O₂氧化TMB生成oxTMB，oxTMB在652nm处有较强的紫外吸收，因此以Fe/Eu-MOF为供体，oxTMB为受体构建FRET机制。Ni和他的同事基于FRET机制使用具有模拟过氧化物酶活性和荧光的金纳米团簇(BSA-AuNCs)开发了一种比色荧光双通道检测碱性磷酸酶(ALP)的方法。双猝灭也是降低背景信号、提高灵敏度和选择性的好方法。Zhang和他的同事开发了一种荧光双猝灭方法，用于选择性检测细胞内SO₂，以克服长期暴露于半胱氨酸的干扰。

因此，探索与荧光共振能量转移(FRET)和双猝灭响应相结合的高效双“增强”检测方法在提高灵敏度和选择性方面具有很大的潜力。

发明内容