[發明專利]一種基于3-巰基丙酸修飾柵極金電極的L-胱氨酸的檢測方法及傳感器

有效

• 申請號: 201810984042.1
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109115846B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 曹忠;李文鋒;楊佳;肖忠良;朱欽;周立;馮澤猛;印遇龍
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/327
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 劉佳芳

本發明公開了一種基于3?巰基丙酸修飾柵極金電極的L?胱氨酸的檢測方法及傳感器，將3?巰基丙酸(MPA)修飾在柵極延長出來的金電極的金膜層表面上，形成一種簡易的MPA自組裝延長柵金電極(GGE)，利用延長柵場效應晶體管原位信號的放大作用對L?胱氨酸實現靈敏檢測。所述傳感器對L?胱氨酸具有良好的能斯特響應關系，線性范圍為5.00×10supgt;?8/supgt;—1.00×10supgt;?4/supgt;mol/L，響應靈敏度為27.20±1.5mV/?pc(25℃)，檢出限為1.32×10supgt;?8/supgt;mol/L，其制備過程簡單便捷，響應時間快，具有潛在的應用前景。

技術領域

本發明屬于化學/生物傳感技術領域，具體涉及一種基于3-巰基丙酸修飾柵極金電極的L-胱氨酸的檢測方法及傳感器，即一種選擇性膜電位型傳感器，適用于健康養殖與生命科學方面的在線檢測。

背景技術

人體細胞中有著許多含硫物質參與著重要的生命活動，比如L-胱氨酸(L-cystine)、L-半胱氨酸、L-甲硫氨酸等等。L-胱氨酸及其還原產物在生命體系中扮演者重要的角色。L-胱氨酸參與了胰島素和血漿蛋白的合成，是頭發和角蛋白構成的主要成分。L-胱氨酸是由兩個半胱氨酸通過S鍵耦合在一起的結構。

胱氨酸在人體內起著非常重要的作用，由于腎小管重吸收胱氨酸減少，尿液中的胱氨酸含量增加而造成的一種常染色體隱性遺傳病，即胱氨酸尿癥。胱氨酸尿癥患者常常伴有胱氨酸結石，這種結石形狀比較特殊一般為六方結晶體。胱氨酸結石通常比較大而且很容易復發，因此胱氨酸尿癥患者可能需要接收多次結石清除手術。因胱氨酸結石術后極易復發、體外沖擊波碎石術(ESWL)常不能將其粉碎、經皮腎鏡取石術后(PCNL)殘余結石率較高，故胱氨酸結石的治療是一個非常棘手的問題。胱氨酸尿癥治療的主要目標是降低尿中胱氨酸濃度，提高胱氨酸在尿中的溶解度，促進排泄。

氨基酸是構成動物和人類生命的重要物質，參與人類重要的生命活動，所以對于氨基酸的檢測是十分必要的。對于氨基酸的檢測，在很久以前，研究者們就已經構建了很多種方法，比如凱氏定氮法、氣相色譜法、毛細管電泳法、高效液相色譜法等。但是這些儀器普遍都存在著操作復雜、儀器笨重等缺點，也不適宜對氨基酸進行在線監測，且不方便在戶外使用，以至于近年來探索一種快速、簡便的氨基酸檢測方法是氨基酸領域研究的重要目標。相對于其他的化學分析或者儀器分析方法，電化學方法以其簡單、靈敏、無放射、無污染、成本低等特點受到越來越多的研究者關注。電化學的分析方法不僅可以用于實驗室的檢測，而且還可以在戶外使用。各種電化學技術如差分脈沖伏安法(DPV)，方波伏安法(SWV)、電化學阻抗譜(EIS)和離子選擇性電極法(ISEs)，已被廣泛用于各個領域。但，電位型電化學檢測L-胱氨酸的方法還沒有見報道。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種基于3-巰基丙酸修飾柵極金電極的L-胱氨酸的檢測方法及傳感器。

為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

所述基于3-巰基丙酸修飾柵極金電極的L-胱氨酸的檢測方法包括如下步驟：

(1)在場效應晶體管的Si基底層(1)上植入p阱(2)和N型襯底(3)，采用熱蒸發和磁控濺射技術在p阱(2)處構建源電極(4)和漏電極(5)，然后在被植入p阱(2)和N型襯底(3)并構建有源電極(4)和漏電極(5)的Si基底層(1)上構建二氧化硅層(6)，再采用熱蒸發和磁控濺射技術在多晶硅柵極(7)的基底層上依次鍍上鋁銅合金層(8)、鉻鈀合金層(9)和金膜層(10)，最后在多晶硅柵極(7)的基底層和二氧化硅層(6)上構建氮化硅層(11)；將柵極部分延長0.1—500mm的距離，制得具有柵極金電極的延長柵場效應晶體管；

(2)制備3-巰基丙酸的乙醇溶液，并將清洗后的延長柵場效應晶體管的柵極金電極浸泡于其中，于25℃條件下靜置，然后洗凈浸泡后的柵極金電極，制得3-巰基丙酸膜(12)修飾的3-巰基丙酸膜柵極金電極；