第34卷，第3期 2014年3月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol., 34,No. 3-pp605-608
March,2014
惠健
栗大超，杨荻，杨佳，张晶鑫，伍鹏，于海霞，徐可欣
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072
摘要使用表面等离子共振谱（surfaceplasmonresonance，SPR)检测葡萄糖浓度，引人D-半乳糖/D-葡萄糖结合蛋白（D-galactose/D-glucosebindingprotein，GGBP），该蛋白能够选择性吸附葡葡糖分子，实现特异性、高分辨率地检测葡萄糖分子的浓度。研究了在SPR传感器表面利用硫醇耦合绑定蛋白的方法，成功在 SPR传感器表面绑定广GGBP蛋白并对不同浓度的葡葡糖进行广测量实验。实验结果显示，当葡葡糖浓度为0.1～10mg·dL-"时，采用硫醇耦合方法修饰蛋白的传感器具有良好的线性，同时也具有很好的重复性
和稳定性，在SPR传感器表面绑定GGBP蛋白满足广组织液中低浓度葡葡糖检测的需求关键词葡萄糖检测；表面等离子共振；GGBP；硫醇耦合
中图分类号：04431
文献标识码：A
引言
DOI : 10. 3964/j. issn. 1000-0593 (2014 )03-0605-04
1表面等离子共振谱葡萄糖检测方法
糖尿病的患病率目益增高，有效地预防控制病情的发展，连续、动态、准确地对血糖进行检测显得尤为重要12]。本课题组通过透皮抽取的方法提取出微量组织液并进行稀释，然后使用SPR传感器对组织液中的葡萄糖进行测量[3]，间接推算出血液中葡萄糖的浓度。由于稀释后的待测样晶中的成分复杂，且葡萄糖浓度较低，因此如何实现特异性、高分辨率地检测葡萄糖浓度显得尤为重要。
课题组为了满足组织液检测中的两个要求，在SPR传感器表面修饰了GGBP蛋白4-6]，该蛋白可以选择性吸附葡萄糖，排除组织液中其他物质的干扰，实现对葡萄糖溶液浓度的测量。将GGBP蛋白绑定在SPR传感器表面主要采用胺耦合方法。该方法的作用基团氨基普遍存在于氨基酸中，因此绑定蛋白时参与反应的位点多，导致固定的蛋白较为杂乱，影响对葡萄糖分子的吸附。本文提出采用硫醇耦合39 蛋白绑定方法将GGBP蛋白绑定在表面等离子共振传感器表面，由于参与硫醇耦合的作用基团巯基仅存在于半膀氨酸中，因此使用该方法进行绑定时，反应位点少，蛋白质排列整齐，对葡葡糖的吸附效果要优于腰耦合时的吸附效果。本文使用硫醇耦合的方法，在SPR传感器表面修饰GGBP蛋白，并对传感器性能进行了评估，
收稿日期：2012-09-27，修订日期：2013-12-25
图1(a)为利用棱镜型SPR传感器检测葡萄糖浓度原理图：光由玻璃进入金属薄层时在交界面处发生全反射，一部分光波以筷逝波(波矢K，)的形式进人金属薄层，在金属表面激发出表面等离子波（波失K）。当人射角或波长为某一适当值时，K，与K相等，反射光能量急剧下降，即发生表面等离子共振现象」，如图1(b)所示。当待测样品浓度产生变化时，折射率产生变化，反射光能量最低点也将随之发生移动。自组装分子层通过Au一S键与金膜连接，另一端绑定GGBP蛋白，形成多分子膜，用于对葡葡糖进行特异性吸附。
GGBP蛋白能够亲和性吸附半乳糖和葡萄糖，可从大肠杆菌的周质空间提取出来。在该蛋白的X型结构中，选择性吸附葡葡糖的位点处于两个折叠域交叉的节点处，该位点由三个不同的多肽链结合而成。由于GGBP蛋白能够特异性吸附葡萄糖，排除组织液中其他物质的干扰，因此能够实现对微量组织液中葡萄糖的高灵敏度检测。
硫醇耦合蛋白绑定方法
2
本文应用硫醇耦合的方法在SPR传感器表面修饰了
GGBP蛋白。由于硫醇耦合中参与反应的官能团为氨基羧基
基金项目：国家自然科学基金项目（61176107，11204210，30800239），国家公益性行业科研专项重点项目（GYHY2009060371），天津市科技
重点支撑项目(11ZCKFSY01500)和国家(863)高技术研究发展计划项目(2012AA022602)资助
作者简介：栗大超，1976年生，天津大学精密仪器与光电子工程学院副教授
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