[實用新型]一種基于二硫蘇糖醇和金納米復合膜的L-半胱氨酸傳感器

有效

• 申請號: 201821514896.5
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN209460194U
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 曹忠;袁璇;彭與煜;唐玲;劉陳;朱欽;劉楚;肖忠良
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 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二硫蘇糖醇和金納米復合膜的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，金電極的金膜層表面組裝有二硫蘇糖醇/金納米復合膜。該傳感器對L?半胱氨酸具有超常規的、靈敏的兩倍能斯特響應關系，線性范圍為1.0×10^?8?1.0×10^?4mol/L，響應靈敏度為119.4mV·pc^?1(25℃)，檢出限達到nM濃度。其制備過程簡單便捷，響應時間快，在生命科學、臨床醫學等方面具有重要的應用前景。

技術領域

本實用新型屬于化學/生物傳感技術領域，具體涉及一種基于二硫蘇糖醇和金納米復合膜的L-半胱氨酸傳感器，即一種選擇性膜電位型傳感器，適用于生命科學、臨床醫學等方面的檢測。

背景技術

L-半胱氨酸(L-cysteine，L-Cys)是一種脂肪族末端含有巰基(-SH)的極性α-氨基酸(如下圖結構式)，是生物體生命活動的一種條件氨基酸，對許多必需的生物化學物質如輔酶A、肝素、生物素、類脂酸和谷胱甘肽的代謝起著關鍵作用。同時，L-Cys作為含硫氨基酸在生物細胞代謝和穩態系統中也發揮著重要作用。而蛋白質基序中所存在的L-Cys，在早期進化中用于支持細胞中酶催化、轉錄調節、蛋白質折疊和代謝、翻譯后修飾以及三維結構等。L-Cys不僅在細胞活動過程起著重要作用，也是生物體許多疾病的重要標志物，且生理水平的L-Cys濃度偏差(30-200μM)與高半胱氨酸血癥、類風濕性關節炎、尿毒癥、阿爾茨海默氏病等慢性疾病以及不良妊娠等有關，因此發展L-Cys的測定方法變得至關重要，近年來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-Cys的常用分析方法有高效液相色譜法、流動注射分析法、高效毛細管電泳法、氣相色譜-質譜聯用法、液相色譜-質譜聯用法、拉曼光譜法、熒光分析法等。然而，這些分析方法往往需要昂貴的精密儀器、復雜的樣品制備流程，且需要熟練的技術人員，不方便實時、在線使用，因而限制了其應用。L-半胱氨酸分子含有氨基、巰基等電化學活性基團(如下圖結構式)，因而具備應用電分析化學方法進行測定的必要條件。

電化學方法因具有快速、價廉、靈敏度高、易小型化等優點，在傳感器的研發中引起了很多關注。目前，國內外電化學方法中主要應用電流型電化學傳感器實現對L-Cys的測定，盡管電流型傳感器電化學響應不斷提高，仍然存在較繁瑣的操作流程、不容易微型化和難以實現實時檢測的缺點。

與電流型電化學傳感分析方法相比，電位型電化學傳感器具有易于微型化、在線監測、成本低等特點，且適用于生物體內和現場分析，對測定無機離子和有機小分子有很好的應用前景。2001年Saeed Shahrokhian等描述了一種基于鉛酞菁(PbPc)作為離子載體的選擇性電極，即將PbPc結合到聚氯乙烯膜中構建了一種L-Cys電位型傳感器，其線性范圍為1×10^-6～5×10^-2mol·L^-1，檢測下限為1×10^-6mol·L^-1。但目前用于高選擇性、高靈敏性檢測L-Cys的電位型傳感分析方法仍然很少，且極具挑戰性。本實用新型通過自組裝方法，研制了一種簡易的基于二硫蘇糖醇/金納米(DTT/AuNP)復合膜的延長柵金電極(GGE)，利用場效應晶體管原位信號放大作用對L-半胱氨酸實現靈敏檢測，具有超常規的、靈敏的兩倍能斯特響應關系，線性范圍達到1.0×10^-8—1.0×10^-4mol/L，響應靈敏度為119.4 mV·pc^-1(25℃)，檢出限達到nM濃度；其制備過程簡單便捷，響應時間快，在生命科學、臨床醫學和農畜產品安全檢測等方面具有重要的應用前景。

實用新型內容

本實用新型旨在克服現有技術的不足，提供一種基于二硫蘇糖醇和金納米復合膜的L- 半胱氨酸傳感器。