[實用新型]基于單(6-巰基-6-去氧)-β-環糊精的L-半胱氨酸傳感器

有效

• 申請號: 201821387622.4
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN209231256U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（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權代理有限公司 11340
• 代理人: 劉佳芳

本實用新型公開了一種基于單(6?巰基?6?去氧)?β?環糊精的L?半胱氨酸傳感器，所述傳感器包括場效應晶體管，所述場效應晶體管上設有柵極延長的金電極，所述柵極延長的金電極中，所述柵極部分延長0.1—500mm的距離，金電極的金膜層(10)表面組裝有單(6?巰基?6?去氧)?β?環糊精膜(12)。本實用新型將單(6?巰基?6?去氧)?β?環糊精(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生改變，從而實現對L?Cys的超分子選擇性識別。

技術領域

本實用新型屬于化學/生物傳感技術領域，具體涉及一種基于單(6-巰基-6-去氧)-β-環糊精的L-半胱氨酸傳感器，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

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品研究。此外，人體內L-半胱氨酸介導所引發的降血糖作用和中樞神經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-質譜聯用法(GC-MS)、液相色譜-質譜聯用法(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，現場環境實時檢測方法、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場實時檢測優勢。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實時檢測的缺點。