[发明专利]一种纳米金比色测糖方法

说明书

技术领域

本发明属于分析化学领域，涉及纳米金比色测糖方法。

背景技术

糖的研究在工业生产和生命科学领域中意义重大，例如在食品工业中，通过测定食品及原料的含糖量，能对食品加工过程进行监测；通过快速准确测定无糖和低糖食品中糖含量，保障无糖食品的食用安全；通过对人体血糖含量的测定可以了解人的健康状况；对细胞膜表面糖链的研究，可以探索癌症、细菌和病毒感染等疾病的机理。然而，由于糖类物质自身的结构复杂，研究手段局限，多年来糖类物质的研究明显落后于蛋白质和核酸的研究。因此，糖的快速检测和识别对食品安全、糖生物学、医学等领域的发展具有重要意义。

纳米金颗粒是指金的微小颗粒，粒径在1-100nm之间，通常在水溶液中以胶体金的形态存在。近年来，纳米金颗粒作为一种新型的材料，凭借其独特的物理化学特性，如高比表面积、高表面反应活性、强吸附性等，在催化，光学，电子学和生物传感等领域显示了诱人的应用前景。13nm直径的金颗粒的吸光系数为2.7x10⁸L/mol·cm，比传统的有机发色团大了3个数量级。即使是纳摩尔每升浓度的纳米金溶液，也能显示出明显的颜色。此外，分散在溶液中的纳米金在相互聚集之后，颜色会从红色变成蓝色。因此，在比色分析法中，纳米金是一种理想的颜色信号元件。

近几年来，苯硼酸以及基于苯硼酸衍生物作为糖类的识别元件的化学传感器得到了广泛重视。有机硼酸在水溶液中有带电荷与不带电荷两种形式，其中只有带电荷的形式可与1,2-二羟基化合物或1,3-二羟基化合物在水溶液中可逆性地共价结合，经脱水后形成五元或六元环状酯。糖环结构中的顺式邻二羟基与硼酸的结合能力比简单链状邻二羟基化合物（如乙二醇）更强，并且，硼酸来源广泛、价格低廉、稳定性好，因此硼酸基团越来越多地被用作糖分子的识别单元。

但是苯硼酸本身并不能作为信号元件完成检测过程，因此，目前基于苯硼酸衍生物的检测方法多需伴随有机荧光基团、染料等信号分子，通过荧光吸收光谱来独处识别信息。如以蒽基为荧光团的硼酸类的有机发光体用于糖识别，受体分子与糖反应生成酯后影响其光致电子转移过程，使其荧光光谱发生明显变化；又如，将新合成的既含有萘环又含有苯酸基的双功能化合物自组装成双分子囊泡，当往囊泡内加糖之后，囊泡的荧光强度会剧烈下降。虽然这类检测手段的检测限和灵敏度都较高，但同时也存在着很大的局限性：有机发色团成本高，修饰过程需要大量时间，检测设备昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于检测样品中糖类物质的简单廉价的比色分析法。此方法使用苯硼酸或苯硼酸衍生物作为糖的特异性识别元件，纳米金作为信号元件。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种的纳米金比色测糖法，在含有苯硼酸或苯硼酸衍生物和纳米金的溶液体系中加入含糖样品，或者向含糖样品中加入苯硼酸或苯硼酸衍生物和纳米金，样品中的糖类物质与苯硼酸或苯硼酸衍生物结合从而抑制苯硼酸或苯硼酸衍生物和纳米金的结合，使溶液颜色发生变化，通过检测或者观测溶液颜色的变化实现样品中糖类物质的定量、半定量或定性检测。

所述的苯硼酸衍生物优选氨基苯硼酸，进一步优选3-氨基苯硼酸或4-氨基苯硼酸。

所述的糖类物质选自单糖、寡糖、糖醇、糖脂或糖蛋白中的任意一种。

所述的单糖优选葡萄糖、果糖、木糖等单糖，蔗糖、麦芽糖、海藻糖或棉子糖中的任意一种；所述的寡糖优选蔗糖、麦芽糖、海藻糖或棉子糖中的任意一种；所述的糖醇优选山梨糖醇、木糖醇或甘露糖醇。

本发明方法中，可通过检测溶液的紫外可见光谱来检测溶液颜色的变化。

随着苯硼酸或苯硼酸衍生物浓度的增加，纳米金的吸光度比值迅速变小。这说明随着苯硼酸或苯硼酸衍生物浓度的增加，纳米金的聚集程度会加速。体系中苯硼酸或苯硼酸衍生物和纳米金的摩尔浓度比范围在2.0×10³-1.5×10⁴：1。

本发明方法中，分别向含有苯硼酸或苯硼酸衍生物和纳米金的溶液中加入一系列浓度的糖标准品，检测溶液中的紫外可见光谱，得到不同浓度糖分子对应的紫外可见光谱，然后使用吸光度比值E₅₂₀/E₆₅₀作为纵坐标，糖分子浓度为横坐标，绘制糖分子的标准曲线；采用同样方法检测样品的紫外可见光谱，利用外标法实现对样品中含糖物质的定量检测。