基于葡萄糖氧化酶 - 铜离子复合物的一步级联法快速检测葡萄糖：蜂蜜检测新突破

在蜂蜜葡萄糖检测中，传统方法存在诸多弊端，如耗时久、操作复杂等。研究人员开发了基于葡萄糖氧化酶 - 铜离子复合物（GOx@Cu2+）的一步级联荧光检测法，检测仅需 20 分钟，可行性高，为现场检测葡萄糖提供了新途径。

　　

蜂蜜，这种源自花蜜的天然美食，自古以来就因丰富的营养和潜在的药用价值备受青睐。其中，葡萄糖作为蜂蜜的主要成分之一，适量摄入对人体有益，但过量摄取却与糖尿病、肥胖症和胰腺癌等代谢疾病的发生风险增加息息相关。此外，在蜂蜜生产过程中，葡萄糖结晶会影响其口感，因此精准、快速地检测蜂蜜中的葡萄糖含量，对保障人体健康、控制蜂蜜品质以及确保食品安全至关重要。

然而，目前常用的葡萄糖检测方法，如高效液相色谱法（HPLC）、化学免疫分析法、可见和近红外光谱法、气相色谱法、电化学法和电化学发光法等，虽然在准确性和灵敏度上表现出色，但它们存在检测时间长、需要专业技术人员操作、预处理步骤繁琐以及设备昂贵等问题，严重限制了在现场检测中的应用。

为了解决这些难题，研究人员开启了探索之旅。虽然荧光技术具备响应迅速、灵敏度高、特异性好、成本低且操作简便等优点，基于荧光技术构建的葡萄糖生物传感器也有两种主要策略，但前者存在受体偶联困难、合成受体选择性差和水溶性不佳等问题，后者则面临传统级联酶检测需多步操作、耗时繁琐以克服 pH 不匹配的困境。同时，铜离子（Cu²⁺）虽具有类过氧化物酶活性，可用于葡萄糖检测，能避免合成纳米酶材料的复杂过程，但工作 pH 不匹配的关键挑战依旧存在。

在此背景下，来自未知研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们成功开发出一种基于葡萄糖氧化酶 - 铜离子复合物（GOx@Cu²⁺）双酶活性（葡萄糖氧化酶和类过氧化物酶活性）的一步级联荧光检测葡萄糖的方法。该研究成果发表在《Analytical Biochemistry》上，为葡萄糖检测领域带来了新的突破。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。他们利用了 Cu²⁺能与葡萄糖氧化酶（GOx）活性位点（FADH₂，黄素辅因子的还原形式）配位形成复合物这一特性，通过简单的溶液混合实验，在特定的缓冲溶液体系中进行反应，并借助荧光检测技术来分析检测结果 。

下面来详细看看研究结果：

• 检测原理：研究发现，Cu²⁺、H₂O₂和邻苯二胺（OPD）的混合物在 423nm 激发下，能在 572nm 处发射出黄色荧光峰，证实了 Cu²⁺具有类过氧化物酶活性。同时，Cu²⁺与 GOx 形成的 GOx@Cu²⁺复合物，在葡萄糖存在的情况下，能催化级联反应。GOx 催化葡萄糖氧化生成葡萄糖酸和 H₂O₂，H₂O₂再在 Cu²⁺的类过氧化物酶活性作用下，氧化 OPD 形成具有荧光特性的 2,3 - 二氨基吩嗪（oxOPD），从而产生强烈的黄色荧光，实现葡萄糖的检测。
• 检测性能评估：该方法检测葡萄糖仅需 20 分钟，操作简便。研究人员通过分析三个蜂蜜样本，验证了该方法的可行性，回收率在 96.4% - 106% 之间，相对标准偏差小于 1.9%。此外，利用毛细管电泳技术对三个蜂蜜样本进行检测，进一步验证了该方法的选择性和准确性。
• 现场检测的实现：研究人员还设计了一款多通道便携式荧光检测设备，使得现场快速检测葡萄糖成为可能，极大地拓展了该检测方法的应用场景。

在研究结论和讨论部分，此次研究意义重大。首先，GOx@Cu²⁺复合物的合成避免了纳米材料制备的繁琐过程。其次，该一步级联荧光检测法克服了传统级联酶检测中两种酶工作 pH 不匹配的难题，显著简化了检测流程。再者，该方法检测时间短、准确性高、选择性好，在蜂蜜葡萄糖检测以及其他可能涉及葡萄糖检测的领域，如食品工业质量控制、临床诊断等方面，都具有广阔的应用前景。同时，便携式检测设备的开发，更是为现场快速检测提供了有力支持，有望改变传统检测模式，提高检测效率，为保障食品安全和人体健康提供更便捷有效的手段。这项研究成果为葡萄糖检测技术的发展注入了新的活力，为后续相关研究和实际应用奠定了坚实基础。