基于纳米酶的乙酰胆碱酯酶的快速检测与成像分析

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:adzqx2009
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乙酰胆碱酯酶(AChE)是一种中枢和神经系统中的关键酶,能够快速催化水解神经递质乙酰胆碱(ACh)为非活性胆碱。乙酰胆碱酯酶被抑制后会导致乙酰胆碱在突触间隙积聚,导致神经传导受阻。由于乙酰胆碱酯酶与阿尔兹海默症(AD)及其它因乙酰胆碱酯酶分解代谢而导致的乙酰胆碱水平低为特征的神经退行性疾病相关,使其重新受到人们的关注。因此,开发具有灵敏度高、反应快、操作简便的检测乙酰胆碱酯酶活性的有效策略已成为阿尔茨海默病症药物筛选和医学临床诊断的当务之急。本实验根据AChE催化水解乙酰硫代胆碱(ATCh)生成还原性硫醇化合物硫代胆碱(TCh)的特性,利用比色和温度分析方法实现了对乙酰胆碱酯酶活性的灵敏检测。主要内容如下:(1)本实验采用一种简单可重复的策略,无需高温和有机表面活性剂,在较低的温度(65℃)下制备了纳米氧化铈(CeO2),通过柠檬酸与CeO2纳米粒子表面相偶联,使其胶体稳定性显著提高,并对纳米氧化铈的形貌及类酶性质等进行表征。(2)本实验基于制备的CeO2纳米颗粒的类氧化酶性质来直接催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB),使其从无色的TMB变为蓝色的氧化TMB(ox TMB),从而使其在650nm左右处的吸光强度发生变化。此外,ox TMB在近红外区域具有非常显著的光热效应,可以作为近红外光驱动光热转换的光敏剂。硫代胆碱能够有效地还原CeO2纳米粒子,从而降低CeO2催化氧化TMB的程度。由于CeO2纳米粒子被还原,TMB不会被氧化,导致650 nm左右处的吸光度降低。同时,TMB在808 nm激光照射下的光热效应会大大的减弱。实验结果表明,该方法可以对乙酰胆碱酯酶实现有效的检测,比色和温度检测方法的检测限均为1 m U m L-1。(3)该实验通过使用各种非特异性蛋白质和糖进行特异性分析。实验结果表明构建的CeO2-TMB体系具备优异的的特异性。(4)在以上基础上,利用CeO2-TMB体系的优异性能进行AChE抑制剂的检测。结果表明该体系对AChE抑制剂有良好的响应效果。因此,基于CeO2的类氧化酶性质和氧化TMB的近红外驱动产生的光热效应,我们成功构建了一种简便快捷、灵敏度高、选择性高、无标记的具有比色和温度双信号输出的生物传感器用于乙酰胆碱酯酶的快速现场检测。
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