一种葡萄糖的快速检测方法技术

本发明专利技术公开了一种葡萄糖的快速检测方法。本发明专利技术利用温和环保的方式制备具有高催化能力的纳米级GOx&AuNCs@ZIF‑8复合物；所述GOx&AuNCs@ZIF‑8复合物与AuNCs及GOX两种游离酶的均匀混合物相比，GOx&AuNCs@ZIF‑8的生物催化级联增强约19.3倍，酶稳定性高，酶用量小，成本低，实现了对葡萄糖的高效、灵敏检测，而且检测条件温和、操作简便、靶向性强。解决了色谱法存在的样品预处理程序繁琐和仪器昂贵；电化学法存在的靶向性差，传感器稳定性差，需要特殊的电极及电化学设备；传统酶法比色传感器成本高，酶用量多，酶易于失活等问题。

A fast method for glucose detection

【技术实现步骤摘要】
一种葡萄糖的快速检测方法
本专利技术涉及糖类分析检测
，具体涉及一种葡萄糖的快速检测方法。
技术介绍
血清中葡萄糖含量是衡量人体健康状态的一个重要指标，土壤中葡萄糖含量是衡量土壤特性的常用指标，污水中葡萄糖指标对污水净化具有重要作用，食品与药品中葡萄糖含量更是成分分析常用的指标，因此，葡萄糖检测技术在医学、生物技术、土壤检测、工业废水处理、食品及药品加工领域被广泛使用。开发操作简便，高灵敏度的葡萄糖检测技术已成该领域的关注重点。目前检测葡萄糖的方法主要有比色法、电化学方法、高效液相色谱法等，其中：高效液相色谱法样品预处理程序繁琐、仪器昂贵，成本高；电化学法是近年来应用最多的的葡萄糖检测技术，具有操作简便、线性范围宽及灵敏度高的特点，但电化学法对检测物的选择性较差，需要特殊的电极和电化学仪器辅助检测，大多数电化学传感器的储存期较短，成本相对较高。与电化学法相较，比色法具有成本低、显色时间短、现象明显、条件稳定、方便快捷，不需要特殊的电极和电化学仪器等突出优势，在分析检测领域中占据着越来越重要的地位。比色化学传感器是运用紫外-可见分光光度计或者光电比色计，以朗伯比尔定律为理论基础，确定样品中待测物质含量的一种简便的分析方法。比色化学传感器大致分为两类：一类是目视比色化学传感器，也就是人们使用眼睛观察，找到与样品溶液颜色相近的标准溶液，从而方便快捷地确定样品中待测物质的含量范围，但是由于人眼的分辨率不高，容易受到不同环境的影响，因此此种方法的准确度相对较低。另一种是分光光度法，利用物质在特定波长处吸光度的大小，根据朗伯比尔定律确定待测物质的含量大小，此种方法相对于目视比色法有较高的准确度。葡萄糖氧化酶法(GOX法)测定葡萄糖特异性强，检测时间短，环境友好，样品用量少，是比色法测定葡萄糖比较常用的方法。但所需葡萄糖氧化酶及过氧化物酶存活的条件较为苛刻，需要低温保存在一定浓度的PBS溶液中，长时间暴露在室温或者较高温度下，酶会以较快的速度失活分解，阻碍了酶的反复利用，而且葡萄糖氧化酶价格昂贵、制备复杂，GOX法测定葡萄糖的酶用量多，检测成本较高。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种葡萄糖的快速检测方法，实现了对葡萄糖的高效、灵敏检测；有效解决了葡萄糖氧化酶法测定葡萄糖所存在的酶用量多、酶易失活等问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面，提供一种GOx&AuNCs@ZIF-8复合物，所述GOx&AuNCs@ZIF-8复合物由如下方法制备而成：将醋酸锌溶液、葡萄糖氧化酶(GOx)溶液、金纳米簇(AuNCs)溶液和2-甲基咪唑溶液按体积比为(3-5)：(3-5)：(3-5)：(3-5)混合，搅拌1-3min，然后静置10-16h；离心洗涤，制备得到GOx&AuNCs@ZIF-8复合物。优选的，所述醋酸锌溶液的浓度为0.03-0.05mol/L；所述葡萄糖氧化酶溶液的浓度为0.4-0.6mg/mL；所述金纳米簇溶液的浓度为0.6-0.9mg/mL；所述2-甲基咪唑溶液的浓度为0.13-0.17mol/L。优选的，所述金纳米簇溶液由如下方法制备而成：(1)将HAuCl4水溶液加入到剧烈搅拌状态下的牛血清蛋白(BSA)溶液中，持续搅拌3-8min；(2)向步骤(1)获得的溶液中加入NaOH溶液，持续剧烈搅拌20-28h；(3)将步骤(2)获得的溶液在超纯水中透析40-50h，制备得到金纳米簇溶液。更优选的，所述HAuCl4水溶液的浓度为8-12mmol/L；BSA溶液的浓度为40-60mg/mL；NaOH溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。更优选的，HAuCl4水溶液、BSA溶液和NaOH溶液加入的体积比为(4-6)：(4-6)：(0.4-0.6)。本专利技术的第二方面，提供上述GOx&AuNCs@ZIF-8复合物在如下1)或2)中的用途：1)葡萄糖检测；2)制备定性或定量检测葡萄糖的试剂。本专利技术的第三方面，提供一种葡萄糖的快速检测方法，包括以下步骤：(1)将GOx&AuNCs@ZIF-8复合物溶于双重去离子水中，得到浓度为30-50mg/mL的GOx&AuNCs@ZIF-8复合物溶液；将GOx&AuNCs@ZIF-8复合物溶液和待测溶液混合后水浴；(2)向水浴后的体系中加入醋酸缓冲溶液和TMB溶液，调节体系的pH为1-3，10-15min后，测量体系的UV-Vis光谱，从而实现对待测溶液中葡萄糖的检测。优选的，步骤(1)中，所述水浴的温度为20-40℃，水浴时间为15-20min。优选的，步骤(2)中，所述醋酸缓冲溶液的pH为1-3，浓度为0.1mol/L；所述TMB溶液的浓度为7-9mmol/L。优选的，步骤(2)中，UV-Vis光谱范围为400-800nm。优选的，步骤(2)中，所述对待测溶液中葡萄糖的检测为定性检测或定量检测；当为定性检测时，按照如下确定所述待测溶液中是否含有葡萄糖：若加入待测溶液后所测定的紫外-可见吸收强度值高于对照值，则所述待测溶液中含有或候选含有葡萄糖；若加入待测溶液后所测定的紫外-可见吸收强度值低于或等于对照值，则所述待测溶液中不含葡萄糖；所述对照值是用不含葡萄糖的溶液代替所述待测溶液进行步骤(1)-(2)所测得的紫外-可见吸收强度值。当为定量检测时，按照如下确定所述待测溶液中葡萄糖的含量：将测得的紫外-可见吸收强度带入线性方程，获得待测溶液葡萄糖含量；进一步地，所述线性方程按照如下方法获得：用系列已知浓度的葡萄糖标准品代替所述待测溶液进行步骤(1)-(2)，测得各浓度的葡萄糖标准品对应的紫外-可见吸收强度，从而获得紫外-可见吸收强度与葡萄糖浓度之间的线性方程。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术首次利用温和环保的方式制备具有高催化能力的纳米级GOx&AuNCs@ZIF-8复合物；所述GOx&AuNCs@ZIF-8复合物，与AuNCs及GOX两种游离酶的均匀混合物相比，生物催化级联增强约19.3倍，酶稳定性高，酶用量小，成本低，实现了对葡萄糖的高效、灵敏检测，而且检测条件温和、操作简便、靶向性强。解决了色谱法存在的样品预处理程序繁琐和仪器昂贵；电化学法存在的靶向性差，传感器稳定性差，需要特殊的电极及电化学设备；传统酶法比色传感器成本高，酶用量多，酶易于失活等问题。(2)本专利技术合成的GOx&AuNCs@ZIF-8复合物可重复使用，每次检测结束可即刻对GOx&AuNCs@ZIF-8复合物收集，保存备用。(3)本专利技术的测定方法可迅速检测到试样中是否含有葡萄糖，检测限为0.02μmol/L，可以准确用于血清、土壤、食品等葡萄糖含量的检测，适于推广应用。附图说明图1：本专利技术检测葡萄糖的原理图。图2：本专利技术GOx&Au本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GOx&AuNCs@ZIF-8复合物，其特征在于，所述GOx&AuNCs@ZIF-8复合物由如下方法制备而成：/n将醋酸锌溶液、葡萄糖氧化酶溶液、金纳米簇溶液和2-甲基咪唑溶液按体积比为(3-5)：(3-5)：(3-5)：(3-5)混合，搅拌1-3min，然后静置10-16h；离心洗涤，制备得到GOx&AuNCs@ZIF-8复合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种GOx&AuNCs@ZIF-8复合物，其特征在于，所述GOx&AuNCs@ZIF-8复合物由如下方法制备而成：
将醋酸锌溶液、葡萄糖氧化酶溶液、金纳米簇溶液和2-甲基咪唑溶液按体积比为(3-5)：(3-5)：(3-5)：(3-5)混合，搅拌1-3min，然后静置10-16h；离心洗涤，制备得到GOx&AuNCs@ZIF-8复合物。


2.根据权利要求1所述的GOx&AuNCs@ZIF-8复合物，其特征在于，所述醋酸锌溶液的浓度为0.03-0.05mol/L；所述葡萄糖氧化酶溶液的浓度为0.4-0.6mg/mL；所述金纳米簇溶液的浓度为0.6-0.9mg/mL；所述2-甲基咪唑溶液的浓度为0.13-0.17mol/L。


3.根据权利要求1所述的GOx&AuNCs@ZIF-8复合物，其特征在于，所述金纳米簇溶液由如下方法制备而成：
(1)将HAuCl4水溶液加入到剧烈搅拌状态下的BSA溶液中，持续搅拌3-8min；
(2)向步骤(1)获得的溶液中加入NaOH溶液，持续剧烈搅拌20-28h；
(3)将步骤(2)获得的溶液在超纯水中透析40-50h，制备得到金纳米簇溶液。


4.根据权利要求3所述的GOx&AuNCs@ZIF-8复合物，其特征在于，所述HAuCl4溶液的浓度为8-12mmol/L；BSA溶液的浓度为40-60mg/mL；NaOH溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。


5.根据权利要求4所述的GOx&AuNCs@ZIF-8复合物，其特征在于，HAuCl4溶液、BSA溶液和NaOH溶液加入的体积比为(4-6)：(4-6)：(0.4-0.6)。


6.权利要求1-5任一项所述的GOx&AuNCs@ZIF-8复合物在如下1)或2)中的用途：
1)葡萄糖检测；

【专利技术属性】
技术研发人员：李向阳，李宗益，迟静甜，郭曼莉，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37