基于牛血清白蛋白保护的金纳米簇的过氧化物模拟酶活性的生化检测文献综述

 2023-01-03 08:01

一、课题研究背景及意义

随着科技的发展，纳米材料的应用越来越广泛，纳米材料在分析化学中的应用已经成为现代分析化学发展的重要前沿之一。相较于传统的化学分析手段，纳米材料在临床生理指标检测、超微量和痕量分析等领域具有诸多优势[1]。纳米金是研究最早和最广泛的一类纳米材料，有特殊的光学、化学和电学性质以及催化特性[2]。另外，纳米金还具有易制备、生物相容性好、性质稳定、表面易修饰等优势[3]。

根据Chang等[4]的研究，H2O2 能够氧化纳米金表面的Au-S键使其成为有机二硫化物，导致荧光减弱。从另一角度而言，纳米金也作为过氧化物模拟酶催化了H2O2的分解。利用纳米金的过氧化物模拟酶性质以及H2O2对纳米金荧光性能的影响，可对H2O2进行定量。在人体内，H2O2可谓是无处不在，是多种生化反应的重要中间体[5]，通过检测H2O2可实现对多种物质的间接检测，该方法具有重要意义。

二、国内外研究概况

金纳米簇（AuNCs）是一种特殊的超微小的金纳米颗粒（一般粒径＜2 nm），通常具有明显的近红外荧光，在水中的分散性好、稳定性高[6]。通过生物矿化法，利用天然的蛋白质为模板合成金纳米簇条件温和、绿色环保，具有明显的优势[5]。Xie等[7]首先报道了以牛血清白蛋白（BSA）为模板制备金纳米簇的方法，在碱性条件下BSA中的还原基团还原氯金酸生成BSA-AuNCs，合成过程温和无毒，且产物尺寸小、水溶性好、易于修饰、模拟酶活性好及荧光量子产率高，在传感检测、纳米标记、医学成像和光电子学等领域具有潜质。此后，又有一系列的BSA-AuNCs的合成方法被开发出来。BSA-AuNCs也因其特殊性质，得到了广泛应用。

（一）BSA-AuNCs荧光特性的应用

Xie等[8]利用BSA-AuNCs在水溶液中的荧光来检测Hg2 ，方法简便，不需要任何标记。Hg2 和金纳米簇表面的Au 之间存在相互作用，这种相互作用使得BSA-AuNCs的荧光淬灭，且选择性强、灵敏度高。Hg2 浓度为1 20 nM时，AuNCs的荧光强度与Hg2 浓度呈线性关系，检测限为0.5 mu;M。

BSA-AuNCs作为过氧化物模拟酶催化活化H2O2，同时H2O2使其荧光发生淬灭，可根据荧光强度对H2O2进行定量。Dong等[9]合成BSA-AuNCs检测H2O2，检测限为300 nM。该团队还利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化产生H2O2的性质间接地检测葡萄糖，检测限为5.0 mu;M。

胰蛋白酶作为胰液的组成成分，是胰腺独有的肽链内切酶，在小肠中对蛋白质消化有着无法替代的作用，它在体内的数值与急性胰腺炎、胰腺癌和囊性纤维化等胰腺疾病密切相关。Xu等[10]基于荧光抑制成功检测了胰蛋白酶的浓度，线性范围为0.01 100 mu;g/mL，检测限为2 ng/mL，并验证了该方法在尿液样品中胰蛋白酶的检测，该方法可应用于胰腺疾病的初步筛查，具有潜在的临床意义。

一些有机小分子如戊二醛、维生素B12、焦磷酸盐、多巴胺等也都先后被验证了对金纳米簇的荧光有响应。Shamsipur等[11]报道了用BSA-AuNCs检测维生素B12，由于两者发生荧光能量转移，可以用来检测维生素B12，其灵敏度高，可用于检测医药制剂中维生素B12。

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