[Anal. Chem.] MnO2纳米球复合物用于谷胱甘肽的检测

通讯作者：卢小泉；Yu Liu；Peiyao Du

通讯单位：西北师范大学；天津大学

谷胱甘肽（GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合形成的非蛋白硫醇，作为维持细胞氧化还原稳态的抗氧化剂。GSH 水平变化与一些严重疾病密切相关，包括阿尔茨海默病、糖尿病、艾滋病毒、心脏病和癌症。因此，开发一种灵敏、高效、经济、可靠的药物在临床诊断中检测 GSH 的传感平台是一个重要的问题。荧光分析作为一种监测 GSH 的有效工具，具有较高的独特优势，通常更具吸引力。迄今为止，荧光纳米材料（例如，量子点、金和银纳米团簇、石墨-C3N4和持久发光纳米粒子在 GSH 的检测中引起了广泛的注。

图1. 基于FRET的GSH传感平台的制备及检测示意图

基于此，西北师范大学卢小泉教授课题组首次将二氧化锰纳米片与半胱氨酸辅助发射二氧化锰纳米球（Cys-MnO₂纳米球）结合，并作为谷胱甘肽（GSH）的“开关”荧光检测平台。在该传感系统中，Cys-MnO₂纳米球作为能量供体，而MnO₂纳米片作为能量受体和识别单元。MnO₂纳米片可以通过荧光共振能量转移（FRET）有效猝灭Cys-MnO₂纳米球的荧光。GSH的加入可以将MnO₂纳米片还原为Mn²⁺，从而破坏FRET过程，恢复Cys-MnO₂纳米球的荧光。在最佳检测条件下，所建立的“开关”平台对GSH具有一个宽的响应范围为5 ~ 50 μM和150 ~ 800 μM，并具有优越的特异性。更重要的是，该传感器的所有组件都无毒、生物相容性好、制备方便、原材料利用率高。此外，该传感系统在人血清中取得了令人满意的结果，在生物医学领域显示了巨大的潜力。相关成果以" MnO2 Nanospheres Assisted by Cysteine Combined with MnO2 Nanosheets as a Fluorescence Resonance Energy Transfer System for “Switch-on” Detection of Glutathione "为题发表在Analytical Chemistry上。

图2.（a）MnO2 纳米片/Cys-MnO2 纳米球探针在不同浓度的 GSH（1、5、10、20、50、100、150、200、300、400、500、600、800 和1000 μM) 孵育 15 分钟后。插图：(F – F0)/F0 与 GSH (1–1000 μM) 之间的相关性。(b) (F – F0)/F0 与 GSH 浓度（5–50 μM 和 150–800 μM）的线性图。(c) MnO2 纳米片/Cys-MnO2 纳米球纳米探针对 GSH 的选择性和 (d) 抗干扰测试（GSH 为 800 μM，BSA 为 1 mg/mL，所有其他干扰为 10 mM）。

参考文献：

Yan Li, Libing Zhang, Zhen Zhang, Yu Liu, Jing Chen, Jia Liu, Peiyao Du, Huixia Guo, Xiaoquan Lu, MnO₂ Nanospheres Assisted by Cysteine Combined with MnO₂ Nanosheets as a Fluorescence Resonance Energy Transfer System for “Switch-on” Detection of Glutathione, Anal. Chem. 2021, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.1c01787.