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摘 要

本实验以吐温20-姜黄素聚合物胶束作为荧光信号探针，Cu² 为猝灭剂，构建了荧光传感器检测谷胱甘肽。实验考察了吐温20浓度，姜黄素浓度，猝灭剂Cu² 浓度，pH对传感器响应信号的影响，吐温20-姜黄素聚合物胶束的荧光信号与谷胱甘肽浓度0.25-12.5μmol/ L范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.08μmol/ L。该方法还成功应用于检测血清中谷胱甘肽的含量，证明本方法具有良好的实用性。

关键词：谷胱甘肽 姜黄素 吐温20 铜离子 荧光传感器

Detection of Glutathione Based on Tween 20-curcumin Micellar Fluorescence

Abstract

In this study, Tween20- curcumin polymer micelles were used as fluorescence signal probes and Cu2 as quenching agent. A fluorescent sensor was established to detect glutathione. The effects of Tween 20 concentration, curcumin concentration, concentration of quench agent Cu2 and pH on response signal of sensor were investigated. The fluorescence signal of Tween 20- curcumin polymer micelles showed a good linear relationship with glutathione concentration 0.25-12.5 μmol/ L, and the detection limit was 0.08μmol/ L. The method has been successfully applied to the determination of glutathione in serum, which proves that this method has good practicability.

Key words: glutathione; curcumin ;Tween 20 ; Cu² ;fluorescence sensor

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 谷胱甘肽的简介 1

1.1 谷胱甘肽（GSH）的结构 1

1.2 谷胱甘肽（GSH）的作用 1

1.3 现有的检测谷胱甘肽（GSH）的方法 2

第二章 吐温20的简介 3

2.1 吐温20（Tween 20）的结构 3

2.2 吐温20（Tween 20）的应用 4

第三章 姜黄素的简介 6

3.1 姜黄素（Cur）的结构 6

3.2 姜黄素（Cur）的作用 6

3.3 增加姜黄素（Cur）性能的方法 6

第四章 离子荧光猝灭 8

4.1 荧光猝灭 8

4.2 铜离子（II）荧光猝灭 9

第五章 实验设计 10

5.1 实验原理 10

5.2 实验部分 11

5.2.1 仪器与试剂 11

5.2.2 实验步骤 11

5.3 结果与讨论 12

5.3.1 机理验证 12

5.3.2 吸收光谱 12

5.4 优化条件 13

5.4.1 吐温20浓度的选择 13

5.4.2 姜黄素浓度的选择 14

5.4.3 pH的选择 14

5.4.4 Cu² 浓度的选择 15

5.5 谷胱甘肽定量检测和校准曲线的绘制 16

5.6血清中谷胱甘肽检测 16

5.7结论 17

参考文献 18

致谢： 22

第一章 谷胱甘肽的简介

1.1谷胱甘肽（GSH）的结构

三肽谷胱甘肽（γ-L-谷氨酰基-L-半胱氨酰甘氨酸，GSH）已为生物化学家周知，还原型（GSH）及其氧化二聚体（GSSG）的两种主要存在形式都涉及了各种分子反应^[2],结构中包含着巯基（-SH），羧基（-COOH），氨基(-NH₂),羰基（=C=O）以及亚氨基(HN=)等官能团。科学家也正是利用这些官能团的特性来检验谷胱甘肽的存在以及含量。

图1-1 谷胱甘肽（GSH）的分子结构

1.2谷胱甘肽(GSH)的作用

谷胱甘肽是一种在生物体中具有关键作用的小肽，控制着各种生化反应并决定了细胞活性^[2]。谷胱甘肽可以在许多蛋白质结构中找到，与许多酶促反应有关。谷胱甘肽（GSH）是细胞中可获得的最丰富的巯基中的一种，被认为是防止有毒物质的第一道防线^[3]。

作为抗自由基的潜在抗氧化剂，谷胱甘肽能消除外部有毒物质的影响。高浓度的谷胱甘肽可以解毒致癌物和消耗治疗产生的有毒自由基。谷胱甘肽在细胞存活和代谢中也发挥着许多其他作用^[3]，如氨基酸的转运，蛋白质氧化还原状态的维持，神经调节，神经传递，细胞内氧化还原活性的维持，基因调控，细胞内信号转导。谷胱甘肽稳态的改变与神经退行性疾病如帕金森，衰老，囊性纤维化，HIV感染等也有关。谷胱甘肽浓度的变化与白细胞减少，牛皮癣，肝损伤等疾病也有密切关系。谷胱甘肽也常常被用作食品添加剂，以达到增强食品营养强化风味的目的。

1.3现有的检测谷胱甘肽(GSH)的方法

由于谷胱甘肽在细胞内的浓度变化非常小，导致科研工作者对生物样品中谷胱甘肽的高度灵敏地和有选择性地检测是比较困难的。科研工作者已经做出了巨大的努力来构建不同的系统，用于检测体外或人血清样品中的谷胱甘肽。目前可用于谷胱甘肽检测的分析技术包括基于高效液相色谱法（HPLC），荧光法，比色法，磁共振波谱法（NMR），和表面增强拉曼散射（SERS）等^[7]-[17]。

利用高效液相色谱法（HPLC）的关键在于收集生物样品中谷胱甘肽，病立即稳定其中的巯基（-SH）以防止硫醇化合物转化。用合适的衍生化试剂对其进行衍生化是稳定硫醇的最常见步骤，该衍生化试剂可在适当条件下即时和定量地反应。通常衍生化复合物比硫醇更具疏水性；因此，分离衍生化复合物与生物基质中的其他极性化合物会变得更加轻松。但这种方法耗时长且相对复杂，而且样本量也大^[9]。

荧光法检测谷胱甘肽主要是基于荧光猝灭和诱导荧光增强两种原理。应用猝灭高荧光东莨菪素（SC）的荧光和通过氧化反应提高非荧光Amplex Red（AR）的荧光这种机制，科学家们构建了比率式荧光传感器^[7]，该传感器简单，无标签，成本低廉;它在人血清样品中也表现出优异的适用性。还有研究表明，具有-COOH/-NH2和-SH末端的GSH的柔性分子链可容易地通过其-NH2/-COOH基团与相关的纳米颗粒结合，然后限制分子内的运动荧光探针，因此诱导荧光显著增强^[10]。以此可以用来快速评估不同细胞的细胞内GSH水平。以上方法构建的荧光探针需要繁琐的合成过程，且常常有毒，不能提供关于由激发强度，排放收集效率的变化引起的生物硫醇浓度变化的定量信息，以及与探针浓度和环境相关的假阳性信号^[11]，这限制了其实际应用^[6]。

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