谷胱甘肽（glutathione, GSH）也称为L-谷氨酰基-L-半胱氨酰甘氨酸，是最丰富的生物硫醇和内源性抗氧化剂之一，在与重金属和自由基相关的细胞防御方面起着至关重要的作用。据报道，血液GSH水平能够反映氧化还原状态，被认为是有用的疾病标志物。GSH的浓度异常与不同的人类疾病如心脏病、肝损伤、听力损失、帕金森病、癌症等密切相关。因此，临床上迫切需要开发灵敏的方法来检测GSH的存在及其浓度。
传统的GSH检测技术，包括高效液相色谱分析（HPLC），质谱和基于荧光的方法。这些方法需要精密的设备、昂贵的荧光探针和专业的实验人员，测定成本比较高，这些缺点会限制其应用范围。相反，电化学方法受益于响应快，成本低，操作方便，灵敏度高，选择性高等优点，非常适合用于GSH的检测。
在这项研究中，中科院苏州医工所的孟凡渝等开发出一个超灵敏的用于GSH定量检测的电化学生物传感器（如图1所示）。在电极表面修饰DNA探针，形成胸腺嘧啶-Hg2+-胸腺嘧啶的结构。由于GSH可以有效地替代不匹配的DNA序列螯合Hg2+，从而导致DNA从发夹结构到线性链的切换。接着，实验中释放的线性引物探针可以引发滚换扩增反应（RCA）。含有多个重复序列的RCA反应产物，可以通过互补杂交进一步捕获大量的修饰银纳米粒子（AgNPs）的DNA。然后，通过AgNPs的伏安反应，推算出GSH浓度。本方法GSH的线性检测范围为0.1 pM至10nM，检测限为0.1 pM（图2）。此外，本方法具有很高的选择性，功能不受一系列干扰物的影响（图3），已经成功应用于人血清样品的检测（表1），在临床应用中具有较好的潜力。
以上工作得到了国家自然科学基金（31400847）的支持，相关成果已发表（Anal. Chim. Acta, 2016, 943, 58–63）。
图1. GSH检测的电化学生物传感器原理
图2. 不同浓度的GSH的线性扫描伏安法的检测：10-13, 10-12,10-11, 10-10, 10-9, 10-8 M（从左到右），及LSV峰值电流与GSH浓度之间的线性相关性
图3. GSH生物传感器的选择性检测：对于一些干扰物的GSH测定（1nM）
表1. 血清样本中GSH的检测
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