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中科院生物医学检验技术重点实验室在glutathione定量测定方面取得进展
发表日期: 2017-08-18 作者: 孟凡渝
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  谷胱甘肽(glutathione, GSH)也称为L-谷氨酰基-L-半胱氨酰甘氨酸,是最丰富的生物硫醇和内源性抗氧化剂之一,在与重金属和自由基相关的细胞防御方面起着至关重要的作用。据报道,血液GSH水平能够反映氧化还原状态,被认为是有用的疾病标志物。GSH的浓度异常与不同的人类疾病如心脏病、肝损伤、听力损失、帕金森病、癌症等密切相关。因此,临床上迫切需要开发灵敏的方法来检测GSH的存在及其浓度。 

  传统的GSH检测技术,包括高效液相色谱分析(HPLC),质谱和基于荧光的方法。这些方法需要精密的设备、昂贵的荧光探针和专业的实验人员,测定成本比较高,这些缺点会限制其应用范围。相反,电化学方法受益于响应快,成本低,操作方便,灵敏度高,选择性高等优点,非常适合用于GSH的检测。 

  在这项研究中,中科院苏州医工所的孟凡渝等开发出一个超灵敏的用于GSH定量检测的电化学生物传感器(如图1所示)。在电极表面修饰DNA探针,形成胸腺嘧啶-Hg2+-胸腺嘧啶的结构。由于GSH可以有效地替代不匹配的DNA序列螯合Hg2+,从而导致DNA从发夹结构到线性链的切换。接着,实验中释放的线性引物探针可以引发滚换扩增反应(RCA)。含有多个重复序列的RCA反应产物,可以通过互补杂交进一步捕获大量的修饰银纳米粒子(AgNPs)的DNA。然后,通过AgNPs的伏安反应,推算出GSH浓度。本方法GSH的线性检测范围为0.1 pM10nM,检测限为0.1 pM(图2)。此外,本方法具有很高的选择性,功能不受一系列干扰物的影响(图3),已经成功应用于人血清样品的检测(表1),在临床应用中具有较好的潜力。 

  以上工作得到了国家自然科学基金(31400847)的支持,相关成果已发表(Anal. Chim. Acta, 2016, 943, 58–63)。 

   1. GSH检测的电化学生物传感器原理 

 

   2. 不同浓度的GSH的线性扫描伏安法的检测:10-13, 10-12,10-11, 10-10, 10-9, 10-8 M(从左到右),LSV峰值电流与GSH浓度之间的线性相关性 

   3. GSH生物传感器的选择性检测:对于一些干扰物的GSH测定(1nM 

  1. 血清样本中GSH的检测 

 

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