[發明專利]一種L-半胱氨酸/殼聚糖修飾的電化學傳感器及其應用

無效

• 申請號: 201010139229.5
• 申請日: 2010-04-06
• 公開（公告）號: CN101793862A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 龐雪輝;魏琴;譚福能;隋衛平;張潔
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N27/413
• 分類號: G01N27/413;G01N27/28;G01N27/38
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

本發明涉及一種L-半胱氨酸/殼聚糖修飾的電化學傳感器及其應用。

背景技術

銅是生物體必需的微量元素之一，對機體的新陳代謝有重要的調節作 用。在生物體內，銅與蛋白結合的銅蛋白的形式存在，是許多氧化酶的重 要組成成份。缺少銅會影響內分泌作用和一些酶的生理活性，但銅的過量 攝入會產生危害。研究表明，血液中銅的含量與腦血管系統及肝臟的疾病 有明顯的相關性。因此，研究靈敏、快速、簡便的痕量銅的分析方法具有 重要的實際意義。目前檢測銅離子的常見方法有熒光法、原子吸收光譜法、 比色法、離子色譜法等，但它們存在著一些缺陷，如熒光法選擇性不高，原 子吸收光譜法儀器價格昂貴且需要專職人員進行操作。因此開發價格便宜， 操作簡單，而靈敏度又較高的銅離子分析方法具有十分重大的意義。而傳 感技術相對于其他檢測方法操作簡單，成本低，備檢測的樣品不需經過預 處理可直接測量；電極響應快，需較短時間；電極選擇性、靈敏度和重現 性較好；穩定性和抗干擾強，因而具有良好的應用前景。

發明內容

本發明為了克服上述不足，提供了一種用于測定銅離子含量的L-半胱 氨酸/殼聚糖修飾的電化學傳感器，該電化學傳感器具有靈敏度高、選擇性 好的優點。

本發明還提供了本電化學傳感器的應用，即測定溶液中銅離子的含量。

本發明是通過以下措施實現的：

一種L-半胱氨酸/殼聚糖修飾的電化學傳感器，包括玻碳電極，其特征 在于，玻碳電極表面覆有L-半胱氨酸/殼聚糖復合膜；

上述電化學傳感器的制備方法包括下列步驟：

(1)玻碳電極預處理；

(2)將殼聚糖和L-半胱氨酸加入到醋酸溶液中，攪拌使它們充分溶解；

其中，殼聚糖的含量為0.5～0.7wt％，L-半胱氨酸的含量為0.3～ 0.5wt％；

(3)將預處理的玻碳電極浸入步驟(2)所制得的溶液中，室溫下靜置 20～40分鐘，得到L-半胱氨酸/殼聚糖復合膜；

(4)洗去步驟(3)中玻碳電極上多余的L-半胱氨酸和殼聚糖，得到 L-半胱氨酸/殼聚糖修飾的電化學傳感器。

上述制備方法中，步驟(1)中玻碳電極預處理過程為：先用拋光粉對 玻碳電極進行打磨，然后對玻碳電極進行超聲清洗，超聲清洗溫度為25℃， 頻率為53KHZ。

上述制備方法中，步驟(2)中醋酸溶液的體積分數為1％～2％。

一種上述L-半胱氨酸/殼聚糖修飾的電化學傳感器在檢測銅離子中的 應用，其電解液優選pH為3.5～4.5的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液。圖2為在不 同pH條件下Cu²⁺的峰電流，測定條件：電解液為不同pH的乙酸-乙酸鈉緩 沖溶液，Cu²⁺濃度為1.0×10^-4mol/L，測定方法為循環伏安法：電位掃描范 圍-0.6～0.8V，掃描速度100mV/s，由圖可以看出，在pH為4.2的條件 下峰電流響應最好。

殼聚糖是甲殼素的脫乙酰的產物，是具有廣泛用途的天然生物高分子 材料，在自然界中含量豐富，成膜性好，易于修飾到電極表面，不易脫落。 本發明用的殼聚糖脫乙酰度：95％，粘度：100～800mpa.s，它作為活性檢測 物質制備的各種修飾電極，性能優越。但是殼聚糖的選擇性吸附能力不強， 制備出的修飾電極缺乏良好的抗干擾性。L-半胱氨酸是一種常見的氨基酸， 而氨基酸是生物體的最基本物質，其分子中含有氨基(-NH₂)和羧基(-COOH) 兩種官能團，使其能和一些離子發生螯合作用，氨基酸具有很多獨特的性 質，尤其是氨基酸修飾電極在化學分析和生物分析中的應用。研究發現， 利用化學方法將氨基酸修飾到電極表面，在測定金屬離子、生物分子、有 機污染物等方面顯示了其獨特的優越性。

本發明人通過對殼聚糖和L-半胱氨酸的研究，經過大量的實驗，得出 了采用L-半胱氨酸和殼聚糖復合起來制備電化學傳感器的思路，制得了L- 半胱氨酸/殼聚糖修飾的電化學傳感器。該傳感器既克服了殼聚糖對離子的 選擇性吸附能力不強的缺點，也彌補了氨基酸不穩定、易脫落的劣勢，充 分發揮了二者各自的優勢，增強了對離子的吸附能力。