CN106565721B - 一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂及其识别应用 - Google Patents

一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂及其识别应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂及其识别方法。该试剂包括有由四甲基取代六元瓜环和客体G配制而成的探针A；其实别方法是向所述试剂中滴入待识别样品，得样品溶液，对样品溶液进行荧光激发并测试分析荧光激发的荧光波长即可。本发明能够在pH<6.0的水溶液中选择性地检测识别赖氨酸和甲硫氨酸，操作简单，测试结果可视，分析更直接。

Description

一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂及其识别应用
技术领域
本发明涉及一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的试剂及其识别应用，特别是一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂及其识别应用。
背景技术
氨基酸(Amino acid)是构成蛋白质的基本单位，赋予蛋白质特定的分子结构形态，使它的分子具有生化活性，而蛋白质是生物体内重要的活性分子，不同的氨基酸有着不同生物活性，对生命体有着至关重要的作用。如在合成蛋白质的各种氨基酸中，赖氨酸是最重要的一种，少了它，其它氨基酸就受到限制或得不到利用，科学家称它为人体第一必需氨基酸。赖氨酸是控制人体生长的重要物质抑长素中最重要的也是最必需的成份，对人的中枢神经和周围神经系统都起着重要作用。人体不能自身合成赖氨酸，必须从食物中吸取赖氨酸。如甲硫氨酸可以促进肝细胞膜磷脂甲基化，使膜流动性增强Na、K-ATP酶泵作用强，可以减少肝细胞内胆汁的淤积，转硫基作用加强，从而增强了肝细胞内半胱氨酸、谷胱苷肽及牛磺酸的合成，减少了胆汁酸在肝内聚积，加强了解毒作用，有利于肝细胞恢复正常生理功能，促使黄疸消退和肝功能恢复。因此，建立快速、高效的氨基酸检测方法在生命科学、环境科学、医学科学以及食品生产等方面都具有重要意义。
荧光光谱法操作方便、不需预处理、对样品没有破坏、成本低和不受外界电磁场的影响等一系列的优点而受到越来越多的关注。设计合成对赖氨酸和甲硫氨酸具有选择性的荧光探针，同时可实现对赖氨酸和甲硫氨酸的可视法检测,这样高效精确的检测方法在医学和生物学领域都有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂及其识别应用。本发明能够在pH<6.0的水溶液中选择性地检测识别赖氨酸和甲硫氨酸，操作简单，测试结果可视，分析更直接。
本发明的技术方案：一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，所述试剂中包括有探针A，探针A的分子式为：C116H138O24N50Br2，探针A的化学结构式如附图2所示。
前述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，所述试剂中的探针A由四甲基取代六元瓜环和客体G配制而成：所述客体G的分子式为：C36H50Br2N2Br2，客体G的化学结构式如附图3所示。
前述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，所述试剂的制备方法如下：
(1)称取客体G，用甲醇溶解，配制成浓度为1.0×10-2mol·L-1的溶液，将配置好的溶液用pH<6.0的缓冲溶液稀释到浓度为1.00×10-4mol·L-1，然后加入硝酸钠，溶解摇匀，再加入四甲基取代六元瓜环，充分摇匀至四甲基取代六元瓜环完全溶解，得探针A；
(2)将探针A用水稀释，即得荧光试剂。
前述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，所述四甲基取代六元瓜环和客体G的摩尔比为1：2。
前述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，所述试剂中探针A的浓度为1.00×10-5mol·L-1。
一种前述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂的应用，是用于选择识别赖氨酸和甲硫氨酸。
一种前述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂的应用的方法，是向所述试剂中滴入待识别样品，得样品溶液，对样品溶液进行荧光激发并测试分析荧光激发的荧光波长即可。
前述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂的应用的方法，所述荧光激发的激发波长为397nm；当加入待识别样品并识别到赖氨酸时，试剂的荧光最大发射波长为601nm；当加入待识别样品并识别到甲硫氨酸时，试剂的荧光最大发射波长为603nm。
本发明的有益效果：
1、本发明用于pH＜6.0的水溶液中赖氨酸和甲硫氨酸的定量分析，定量分析的线性浓度最低值为1.0×10-5mol·L-1，
2、其它共存常见的氨基酸不干扰测定。
3、本发明操作简单，测试结果可视，分析更直接。
为进一步说明本发明的有益效果，发明人做了如下实验：
一、定性分析测试
1、在一定浓度范围内(10-6～10-4mol/L)的荧光探针A水溶液中，当激发波长为397nm时，荧光探针A的最大发射波长是487nm,当荧光探针水溶液中存在赖氨酸分子混合物时，荧光探针的最大发射波长从487nm红移至601nm表现为黄色荧光；
2、在一定浓度范围内(10-6～10-4mol/L)的纯荧光探针A水溶液中，当激发波长为397nm时，荧光探针的最大发射波长是487nm,当荧光探针水溶液中存在甲硫氨酸分子混合物时，荧光探针的最大发射波长从487nm红移至603nm表现为黄色荧光。
赖氨酸或甲硫氨酸分子的检测限最低至1.0×10-5mol·L-1。
二、定量分析测试
1、称取6.7毫克的客体G，用甲醇溶解，配制成1.0mL，浓度为1.0×10-2mol·L-1，取1个100.0mL容量瓶，将配置好的客体G倒入容量瓶内，用pH<6.0的缓冲溶液稀释到刻度线，得到浓度为1.00×10-4mol·L-1的客体G，然后加入8.5毫克的钠硝酸，摇匀，称取24.48毫克的四甲基取代六元瓜环,溶于含有客体G及浓硝酸的容量瓶内，充分摇匀至四甲基取代六元瓜环完全溶解，得探针A。
2、称取优级纯赖氨酸和甲硫氨酸配制成100mL水溶液，赖氨酸和甲硫氨酸的浓度为1.00×10-2mol·L-1，根据需要用二次水逐级稀释。
3、取5个10.0mL容量瓶中分别加入荧光探针A 1.00×10-4mol·L-1标准液1.0mL，分别加入1.00×10-4mol·L-1,0,0.2,0.5,1,2毫升的赖氨酸或甲硫氨酸分子混合物溶液稀释至刻度摇匀，室温放置5分钟；
4、引入荧光光谱进行测定，激发波长397nm。
5、以赖氨酸和甲硫氨酸浓度为横坐标，荧光强度为纵坐标，得到工作曲线。
6、样品测定，取10.0mL容量瓶，加入探针浓度为1.00×10-4mol·L-1的试剂1.0mL，加入被测赖氨酸或甲硫氨酸混合物溶液，稀释至刻度，室温放置5分钟，引入3.0cm的石英比色皿进行荧光测定，根据荧光强度在工作曲线上查出样品浓度。
检测识别的最低浓度值为1.0×10-7mol·L-1。
三、其他氨基酸荧光激发对比实验
分别配制氨基酸浓度为1.00×10-2mol·L-1的且只含缬氨酸、丝氨酸、亮氨酸、脯氨酸、谷氨酸、色氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺酸、丙氨酸、谷氨酰氨酸、苏氨酸、半胱氨基酸、组氨酸、苯丙氨酸、异亮氨基酸、精氨酸、赖氨酸或甲硫氨基酸的水溶液，将水溶液分别利用本发明的方法(激发波长397nm)进行识别，结果如附图5所示，只有在识别只含赖氨酸和甲硫氨基酸的时，分别在601nm和603nm处荧光红移，而且在365nm紫外光灯照射下发出黄色荧光。
四、抗干扰试验
在探针A浓度为1.00×10-5mol·L-1的试剂中，加入赖氨酸或甲硫氨基酸后荧光发生红移。再分别测试向A-赖氨酸混合溶液或A-甲硫氨酸中加入其他氨基酸缬氨酸、丝氨酸、亮氨酸、脯氨酸、谷氨酸、色氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺酸、丙氨酸、谷氨酰氨酸、苏氨酸、半胱氨基酸、组氨酸、苯丙氨酸、异亮氨基酸、和精氨酸后的荧光变化。
结果分别如图6和图7所示，结果表明荧光试剂A检测赖氨酸或甲硫氨基酸的荧光强度，不受上述其他氨基酸的影响。
附图说明
附图1为主体分子对称四甲基取代六元瓜环的化学结构式；
附图2为对称四甲基取代六元瓜环与客体分子G形成的荧光探针A的组装结构式；
附图3为客体G的化学结构式；
附图4为荧光探针识别赖氨酸或甲硫氨酸的分子机理；
附图5为荧光探针A(1.00×10-5mol·L-1)在不同氨基酸缬氨酸、丝氨酸、亮氨酸、脯氨酸、谷氨酸、色氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺酸、丙氨酸、谷氨酰氨酸、苏氨酸、半胱氨基酸、组氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、别异亮氨基酸、甲硫氨基酸、精氨酸存在下的荧光光谱；
附图6为共存氨基酸对试剂A荧光法检测赖氨酸的影响；
附图7为共存氨基酸对试剂A荧光法检测甲硫氨基酸的影响。
具体实施方式
本发明的实施例：
实施例1：一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，试剂中包括有探针A，探针A的分子式为：C116H138O24N50Br2，探针A的化学结构式如附图2所示；所述探针A由四甲基取代六元瓜环和客体G配制而成：所述客体G的分子式为：C36H50Br2N2Br2，客体G的化学结构式如附图3所示。
上述选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，制备方法如下：
(1)称取6.7毫克的客体G，用甲醇溶解，配制成1.0mL，浓度为1.0×10-2mol·L-1，取1个100.0mL容量瓶，将配置好的客体G倒入容量瓶内，用pH<6.0的缓冲溶液稀释到刻度线，得到浓度为1.00×10-4mol·L-1的客体G，然后加入8.5毫克的钠硝酸，摇匀，称取24.48毫克的四甲基取代六元瓜环,溶于含有客体G及浓硝酸的容量瓶内，充分摇匀至四甲基取代六元瓜环完全溶解，得探针A；
(2)将探针A用水稀释，即得荧光试剂。
实施例2：一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，试剂中包括有探针A，探针A的分子式为：C116H138O24N50Br2，探针A的化学结构式如附图2所示；所述探针A由四甲基取代六元瓜环和客体G配制而成：所述客体G的分子式为：C36H50Br2N2Br2，客体G的化学结构式如附图3所示。
上述选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，制备方法如下：
(1)称取客体G，用甲醇溶解，配制成浓度为1.0×10-2mol·L-1的溶液，将配置好的溶液用pH<6.0的缓冲溶液稀释到浓度为1.00×10-4mol·L-1，然后加入硝酸钠，溶解摇匀，再加入四甲基取代六元瓜环，充分摇匀至四甲基取代六元瓜环完全溶解，得探针A；
(2)将探针A用水稀释，即得荧光试剂。
所述四甲基取代六元瓜环和客体G的摩尔比为1：2。
所述试剂中探针A的浓度为1.00×10-5mol·L-1。
实施例3：选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂的应用，是用于选择识别赖氨酸。应用方法如下：是向所述试剂中滴入待识别样品，得样品溶液，对样品溶液进行荧光激发并测试分析荧光激发的荧光波长。所述荧光激发的激发波长为397nm；当加入待识别样品并识别到赖氨酸时，试剂的荧光最大发射波长为601nm。
实施例4：选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂的应用，是用于选择识别甲硫氨酸。应用方法如下：是向所述试剂中滴入待识别样品，得样品溶液，对样品溶液进行荧光激发并测试分析荧光激发的荧光波长。所述荧光激发的激发波长为397nm；当加入待识别样品并识别到甲硫氨酸时，试剂的荧光最大发射波长为603nm。

Claims (8)

1.一种选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，其特征在于：所述试剂中包括有探针A，探针A的分子式为：C116H138O24N50Br2，探针A的化学结构式为：
2.根据权利要求1所述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，其特征在于：所述试剂中的探针A由四甲基取代六元瓜环和客体G配制而成：所述客体G的分子式为：C36H50Br2N2Br2，客体G的化学结构式为：
3.根据权利要求2所述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，其特征在于，所述试剂的制备方法如下：
(1)称取客体G，用甲醇溶解，配制成浓度为1.0×10-2mol·L-1的溶液，将配置好的溶液用pH<6.0的缓冲溶液稀释到浓度为1.00×10-4mol·L-1，然后加入硝酸钠，溶解摇匀，再加入四甲基取代六元瓜环，充分摇匀至四甲基取代六元瓜环完全溶解，得探针A；
(2)将探针A用水稀释，即得荧光试剂。
4.根据权利要求3所述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，其特征在于：所述四甲基取代六元瓜环和客体G的摩尔比为1：2。
5.根据权利要求3所述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂，其特征在于：所述试剂中探针A的浓度为1.00×10-5mol·L-1。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂的应用，其特征在于：是用于选择识别赖氨酸和甲硫氨酸。
7.一种根据权利要求6所述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂的应用的方法，其特征在于：是向所述试剂中滴入待识别样品，得样品溶液，对样品溶液进行荧光激发并测试分析荧光激发的荧光波长即可。
8.根据权利要求7所述的选择识别赖氨酸和甲硫氨酸的荧光试剂的应用的方法，其特征在于：所述荧光激发的激发波长为397nm；当加入待识别样品并识别到赖氨酸时，试剂的荧光最大发射波长为601nm；当加入待识别样品并识别到甲硫氨酸时，试剂的荧光最大发射波长为603nm。
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