基于H2O2/KI/RhB荧光猝灭系统的葡萄糖氧化酶活性检测新策略

为解决传统葡萄糖氧化酶(GOx)活性检测方法成本高、稳定性差的问题，张爱菊团队开发了基于H2O2/KI/RhB荧光猝灭系统的新型检测技术。该研究通过酶促反应生成H2O2，利用I3-与罗丹明B的静电结合导致荧光猝灭，建立检测范围1-20 U/L、灵敏度达2.6×10-3 U/L的方法，为食品添加剂和医药领域提供简便可靠的检测方案。

　　

在食品工业、医疗诊断和生物技术领域，葡萄糖氧化酶(GOx)作为关键生物催化剂，其活性检测直接关系到产品质量与检测精度。传统检测方法如电化学法、滴定法等存在设备昂贵、操作复杂等缺陷，尤其难以满足现场快速检测需求。更棘手的是，现行标准方法依赖过氧化物酶，不仅增加成本，还易受环境干扰。针对这些技术瓶颈，来自甘肃医学院的张爱菊团队在《Results in Chemistry》发表创新研究，巧妙利用荧光分子"开关"原理，开发出兼具高灵敏度与操作简便性的新型检测体系。

研究团队采用荧光光谱分析技术，通过优化反应条件建立标准曲线。主要技术路径包括：1）GOx催化葡萄糖氧化生成H₂O₂的酶动力学研究；2）酸性条件下H₂O₂氧化KI生成I₃^-的氧化还原反应控制；3）罗丹明B荧光猝灭效应的光谱表征。实验选用市售GOx标准品和食品添加剂样品，通过精密控制反应温度和时间参数，建立标准化检测流程。

3.1 荧光谱分析

系统验证了罗丹明B在550 nm激发波长下的特征发射峰（579 nm），发现I₃^-与带正电的罗丹明B形成(RhB-I₃^-)_n复合物导致荧光强度显著降低，猝灭程度与GOx活性呈定量关系。

3.2 反应条件优化

关键参数实验显示：罗丹明B浓度在4.00×10^-6 mol/L时信噪比最佳；0.1 mol/L盐酸环境既能保证反应完全又可最大限度保留荧光信号；KI反应浓度0.01 mol/L、50°C水浴20分钟为最优条件。

3.3 标准曲线建立

H₂O₂在1-20 μmol/L范围内与荧光猝灭值ΔF呈现优异线性关系（k=168.2 L/(μmol·cm)），据此推算的GOx检测限达纳摩尔级，较传统方法灵敏度提升两个数量级。

3.4 酶反应动力学

证实10分钟反应时间内ΔF与时间呈线性关系，确定0.005 mol/L葡萄糖浓度可确保零级反应动力学特征，为活性计算提供理论依据。

3.7-3.8 方法验证

实际样品检测显示回收率94.6%-103.2%，RSD仅0.9%。值得注意的是，研究发现市售GOx标准品活性（33.3 U/mg）显著低于标称值（50 U/mg），提示现行产品质量控制存在改进空间。

该研究通过多学科技术融合，首次将RhB荧光猝灭效应成功应用于GOx活性检测领域。相比传统方法，新系统省去了昂贵的过氧化物酶，操作步骤减少40%，且不受样品浊度干扰。特别值得关注的是，2.6×10^-3 U/L的检测限使其能够监测GOx在储存过程中的活性衰减，为酶制剂保质期评估提供新工具。研究者张爱菊等在讨论中指出，该方法可进一步拓展至其他氧化酶系检测，为开发便携式酶活性检测设备奠定理论基础。这项来自中国西北地区的研究成果，展现出将基础化学原理转化为实用检测技术的成功范例。