[發(fā)明專利]基于單(6-巰基-6-去氧)-β-環(huán)糊精的L-半胱氨酸的檢測方法及傳感器

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• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109030584A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 曹忠;王煜;于鑫垚;肖忠良;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(chǎn)權代理有限公司 11340
• 代理人: 劉佳芳

本發(fā)明公開了一種基于單(6?巰基?6?去氧)?β?環(huán)糊精的L?半胱氨酸的檢測方法及傳感器，將單(6?巰基?6?去氧)?β?環(huán)糊精(HS?β?CD)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HS?β?CD自組裝延長柵金電極(G?GE)，利用場效應晶體管原位信號的放大作用對L?半胱氨酸(L?Cys)實現(xiàn)靈敏檢測，其中，HS?β?CD通過分子間作用力吸附結合L?Cys，使電極表面的膜電位發(fā)生改變，從而實現(xiàn)對L?Cys的超分子選擇性識別。該傳感器對L?半胱氨酸具有良好的能斯特響應關系，線性范圍為1.0×10^?7—1.0×10^?4mol/L，響應靈敏度為65.29mV·pc^?1(25℃)，檢出限為5.7×10^?8mol/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(fā)明屬于化學/生物傳感技術領域，具體涉及一種基于單(6-巰基-6-去氧)-β-環(huán)糊精的L-半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(yǎng)殖與生命科學方面的在線檢測。

背景技術

半胱氨酸(Cysteine，Cys)是人體的條件必需氨基酸和生糖氨基酸，其化學名稱為2-氨基-3-巰基丙酸，是一種脂肪族含巰基的極性α-氨基酸，具有兩種不同的立體構型(D-型、L-型)。L-半胱氨酸(L-Cysteine，L-Cys)在細胞中蛋白質折疊和代謝、翻譯后修飾、解毒以及對重金屬的親和力等生理過程中起著至關重要的作用。L-半胱氨酸除了在細胞過程中的作用之外，還是生物體許多病理疾病的生物標志物，如肝損傷，心臟病，皮膚病變，脫色素，敗血癥，艾滋病，胱氨酸尿癥以及帕金森病和阿爾茨海默氏病，因此被廣泛用于如抗生素和皮膚疾病治療配方等的制藥產(chǎn)品研究。此外，人體內L-半胱氨酸介導所引發(fā)的降血糖作用和中樞神經(jīng)損傷已作為興奮性中毒的機理被研究。因此，L-半胱氨酸傳感器的研究變得至關重要，并逐漸引起了眾多學者尤其是化學、生物學、醫(yī)學工作者的興趣。

目前，檢測L-半胱氨酸的常用方法有比色分析法、分光光度法、拉曼光譜法、高效液相色譜法(HPLC)、氣相色譜-質譜聯(lián)用法(GC-MS)、液相色譜-質譜聯(lián)用法(LC-MS/MS)、熒光分析法、光電化學分析法(PECA)等。然而，他們往往需要昂貴的精密儀器、復雜的樣品制備流程，不方便實地實時使用。因此，現(xiàn)場環(huán)境實時檢測方法、移動實驗室和便攜式檢測儀器等具有更廣泛的研究前景，而電化學傳感分析法具有現(xiàn)場實時檢測優(yōu)勢。目前用于L-半胱氨酸檢測的電化學方法主要是電流型電化學傳感器，如Sophia Selvarajan等人將NH₂官能化的BaTiO₃納米顆粒懸浮在瓊脂糖(Ag)膜的三維基質，通過電流-電壓技術創(chuàng)建了一個自供電的L-半胱氨酸傳感器，并通過非侵入性方法對尿液中的L-半胱氨酸進行傳感器性能的實時分析，具有良好的選擇性和線性范圍，檢測下限達到10×10^-6mol·L^-1。MohammadK.Amini等人通過將Cobalt(II) salophen結合到碳糊基質中而構建的碳糊電極，采用安培和差分脈沖伏安法測定半胱氨酸，線性范圍為2—10×10^-6mol·L^-1，檢測下限為1×10^-6mol·L^-1。徐靜娟等人制備了α-二氧化錳納米線修飾玻碳電極(GC)，選擇性檢測L-半胱氨酸，該電極對L-半胱氨酸顯示出優(yōu)異的電催化氧化作用，最大的測定范圍達到0.5—630×10^-6mol·L^-1，檢測下限為7×10^-8mol·L^-1。盡管這些電流型傳感器的電化學響應不斷提高，仍然存在復雜的操作流程、不能微型化和難以實現(xiàn)實時檢測的缺點。