II型糖尿病是一种非胰岛素依赖型的糖尿病,持续性的高血糖是其诊断的依据,通过控制血糖水平可以有效防止糖尿病的恶化。α-葡萄糖苷酶分布于小肠刷状缘膜上皮细胞上,是水解碳水化合物的关键酶,它能从低聚糖类底物的非还原端切开α-1,4糖苷键,释放出葡萄糖,葡萄糖经小肠吸收进入血液,导致血糖水平的上升,故抑制α-葡萄糖苷酶的活性能够延缓碳水化合物的消化,减缓葡萄糖的吸收,抑制餐后高血糖。因此,测定α-葡萄糖苷酶的活性,从天然或合成化合物中快速准确筛选α-葡萄糖苷酶抑制剂将具有重要意义。然而当前α-葡萄糖苷酶抑制剂的体外分子水平筛选方法存在准确度不高的缺点,而动物水平的方法所需时间长,无法满足快速准确筛选的要求。本论文针对现有检测方法的不足,从硼酸衍生物对糖类分子的特异性识别角度出发,分别从体外分子水平和细胞水平构建了两种检测α-葡萄糖苷酶活性及抑制剂的生物传感器。具体内容如下:1、一种简单可视的检测α-葡萄糖苷酶活性及其抑制剂筛选的光谱方法针对当前α-葡萄糖苷酶抑制剂体外分子水平筛选方法酶-底物法在筛选具有共轭结构的分子时可能出现假阳性的缺陷,在本论文部分工作中,我们利用金纳米颗粒(Au NPs)优良的光学性质,通过苯二硼酸(PDBA)对α-葡萄糖苷酶底物的特异性识别,构建了一种检测α-葡萄糖苷酶活性及其抑制剂筛选的光谱学法。该方法的建立是基于1,4-苯二硼酸对底物4-氨基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷(p APG)中2位和4位顺式邻二羟基的特异性识别,这种识别将诱发p APG功能化金纳米颗粒(Au NPs)的聚集,导致溶液颜色的变化。作为α-葡萄糖苷酶的底物,p APG能够被水解为4-氨基苯酚(p AP)。与底物p APG不同,水解产物p AP因不含有顺式邻二羟基基团无法被PBDA识别,无法引起Au NPs的聚集和相应的颜色变化,由此可检测α-葡萄糖苷酶的活性。在最优化的实验条件下,650 nm处的吸光度与520 nm处吸光度的比值与α-葡萄糖苷酶的活性呈现线性相关,其线性检测范围为0.05到1.1 U/m L,最低检测限为0.004 U/m L。同时,我们进一步用所构建的方法评价了没食子酸和槲皮素对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,测得两种物质的IC50值分别为1.16 m M和1.82μM。该方法克服了当前常用光谱方法在紫外区测定酶活和筛选抑制剂的缺陷,具有宽的线性检测范围,低的检测限,高的准确度,在α-葡萄糖苷酶活性的检测及其抑制剂的筛选方面显示了良好的应用潜力。2、从体外分子水平和细胞水平上双重检测α-葡萄糖苷酶活性及其抑制剂的电化学方法针对当前α-葡萄糖苷酶抑制剂体外分子水平和细胞水平筛选方法准确度不高的问题,在本论文部分工作中,我们利用磁纳米颗粒(MNPs)/p APG和银纳米颗粒(Ag NPs)/多巴胺(DA)竞争性识别热解石墨电极(GE)上修饰的芘硼酸(PBA),构建了一种可从分子水平和细胞水平双重检测α-葡萄糖苷酶活性及其抑制剂的电化学方法。Ag NPs/DA表面的DA与石墨电极表面的PBA形成酚芘硼酸酯,从而将信号探针Ag NPs连接到电极表面,故可以观察到很强的电信号峰。同时,我们合成了α-葡萄糖苷酶的底物(p APG)修饰的MNPs,即MNPs/p APG。p APG中的1,4顺式羟基可与PBA结合,生成糖芘硼酸酯。由于糖芘硼酸酯的解离常数比邻二酚芘硼酸酯的低,MNPs/p APG能够竞争性地置换电极上的信号探针Ag NPs/DA,使电信号降低。α-葡萄糖苷酶能够切开MNPs/p APG表面p APG的α-1,4糖苷键,释放葡萄糖并产生MNPs/p AP。与p APG相比,p AP不含糖元无顺式邻二羟基,所以当α-葡萄糖苷酶存在时,竞争置换反应不能发生,电信号保持不变。同时,具有磁分离特性的MNPs/p APG或MNPs/p AP能够避免复杂酶反应体系或细胞反应体系的影响,保证检测的准确度和稳定性。该方法不仅可以检测离体的α-葡萄糖苷酶的活性,还可检测细胞膜上α-葡萄糖苷酶的活性。因此,该方法可以从体外分子水平和细胞水平对α-葡萄糖苷酶抑制剂进行双重检测。