CN107247086A - 检测溶液中半胱氨酸浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测溶液中半胱氨酸浓度的方法，包括以下步骤：步骤一、将玻碳电极表面用氨基化石墨烯量子点进行修饰；步骤二、将经过步骤一处理的玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，并浸入已知的不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液中，通过循环伏安法测出每种浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液对应的电流强度峰值；步骤三、通过步骤二中的数据建立半胱氨酸浓度与电流强度峰值的关系式。本发明提供的氨基化石墨烯量子点修饰电极电子传递速率快，稳定性好，制备简单，操作方便，采用本发明的氨基化石墨烯量子点修饰电极进行半胱氨酸的检测，检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低，可实现实际样品中半胱氨酸的快速检测。
Description
技术领域
本发明涉及医药化学检测领域。更具体地说，本发明涉及一种检测溶液中半胱氨酸浓度的方法。
背景技术
半胱氨酸是含γ-酰胺键和巯基的三肽，由谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸组成，广泛存在于动植物中，在生物体的生理活动中起重要的作用。半胱氨酸有还原型和氧化型两种形式，在机体中大量存在并起主要作用的是还原型半胱氨酸。通常所说的半胱氨酸指的是还原型半胱氨酸。半胱氨酸分子式为C10H17N3O6S，是无色、透明、细长的晶体，熔点为189～193℃。半胱氨酸结构中半胱氨酸侧链基团上连有一个活泼巯基,它是半胱氨酸许多重要生理功能的结构基础,能保护体内重要酶蛋白巯基不被氧化、灭活，有利于酶活性的发挥。通过巯基与体内的自由基结合,可直接使自由基还原为容易代谢的酸类物质，加速自由基的排泄,从而减轻自由基对重要脏器的损害。此外，半胱氨酸所含的γ谷氨酰胺键能维持分子的稳定性并参与转运氨基酸；半胱氨酸中的甘氨酸和半胱氨酸残基还可参与胆酸的代谢。
石墨烯量子点,作为一种新型的量子点,除了具有石墨烯优异的性能之外,还因其明显的量子限域效应和尺寸效应,展现出了一些新颖的特点。比如优良的荧光性能、良好的生物相容性、低细胞毒性、化学惰性等特殊的物理化学性质，所有这些优良性质使得石墨烯量子点有望在生物成像、药物运输、金属离子或生物探针、光电器件、储能器件和光催化等领域具有广泛的应用前景。
针对以上问题，我们研究了一种氨基化石墨烯量子点电极检测半胱氨酸的新方法，该方法操作简单、检测快速且灵敏度高，能进行混合样品溶液中半胱氨酸的高灵敏识别。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种基于氨基化石墨烯量子点修饰电极检测半胱氨酸的方法。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种检测溶液中半胱氨酸浓度的方法，包括以下步骤：
步骤一、将玻碳电极表面用氨基化石墨烯量子点进行修饰；
步骤二、将经过步骤一处理的玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，并浸入已知的不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液中，通过循环伏安法测出每种浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液对应的氧化峰电流值；
步骤三、通过步骤二中的数据建立半胱氨酸浓度与氧化峰电流值的关系式，即可根据测量未知浓度的半胱氨酸的PBS缓冲溶液的氧化峰电流值计算出溶液中半胱氨酸的浓度。
优选的是，步骤一中对玻碳电极进行修饰的具体方法为：
步骤a、将玻碳电极进行打磨清洗后作为工作电极组成一个三电极体系，并浸入氨基化石墨烯量子点溶液，通过循环伏安法扫描，在玻碳电极表面电沉积氨基化石墨烯量子点；
步骤b、将步骤a处理的玻碳电极取出置于红外干燥箱中烘干。
优选的是，步骤二中含不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液中均含有1.0×10-4mol/L的邻苯二酚。
优选的是，步骤二中配置含不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液时使用的PBS缓冲溶液的pH值均为7.4，磷酸根浓度均为0.1mol/L。
优选的是，步骤二中采用循环伏安法扫描时的各项参数为：初始电位-0.4V、最高电位1V、最低点位-0.4V、最终电位-0.4V、扫描速率0.05V/s、扫描次数2次、灵敏度10-4A/V、等待时间为2s。
优选的是，步骤a中采用循环伏安法扫描时的各项参数为：初始电位0V、最高电位1V、最低点位0V、最终电位0V、扫描速率0.1V/s、扫描次数100次、灵敏度10-4A/V、等待时间为2s。
优选的是，步骤a中氨基化石墨烯量子点溶液的浓度为2mg/mL。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明提供的氨基化石墨烯量子点修饰电极，稳定性好，制备简单，操作方便。
2、采用本发明的氨基化石墨烯量子点修饰电极进行半胱氨酸的检测，检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低，可实现实际样品中半胱氨酸的快速检测。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述实施例中不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液对应的伏安曲线图谱；
图2为本发明所述实施例中半胱氨酸浓度与氧化峰电流值的线性回归图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
<实施例>
步骤一、将玻碳电极进行打磨清洗后作为工作电极组成一个三电极体系，并浸入氨基化石墨烯量子点溶液，通过循环伏安法扫描，在玻碳电极表面电沉积氨基化石墨烯量子点，所采用的打磨清洗方法为常规物理处理方法，故不再赘述，所组成的三电极体系中的辅助电极是铂丝电极，参比电极是甘汞电极，氨基化石墨烯量子点溶液的浓度为2mg/mL，采用循环伏安法对玻碳电极进行扫描的参数设置为：初始电位0V、最高电位1V、最低点位0V、最终电位0V、扫描速率0.1V/s、扫描次数100次、灵敏度10-4A/V、等待时间为2s，扫描完成后，将修饰好的玻碳电极置入红外干燥箱中烘干20min，然后取出备用。
步骤二、配置含有1.0×10-4mol/L邻苯二酚的不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液，选用的PBS缓冲溶液的pH值均为7.4，磷酸根浓度均为0.1mol/L，半胱氨酸的浓度分别为0mol/L、5.0×10-6mol/L、1×10-5mol/L、2×10-5mol/L、5×10-5mol/L。
步骤三、将经过步骤一处理的玻碳电极作为工作电极组成和步骤一种相同的三电极体系，并浸入步骤二中配置的不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液中，通过循环伏安法测出每种浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液对应的差分脉冲伏安曲线，采用循环伏安法进行扫描的参数设置为：初始电位-0.4V、最高电位1V、最低点位-0.4V、最终电位-0.4V、扫描速率0.05V/s、扫描次数2次、灵敏度10-4A/V、等待时间为2s，结果如图1所示，图上曲线从上至下依次代表浓度分别为0mol/L、5.0×10-6mol/L、1×10-5mol/L、2×10-5mol/L、5×10-5mol/L的半胱氨酸的PBS缓冲溶液在-0.4V～1V的扫描范围内，电流值的连续变化过程。
步骤四、从图1中可以观察到反应的电流峰值与随半胱氨酸的浓度增大有明显增加，故取每个浓度的氧化峰电流值，建立半胱氨酸浓度与其氧化峰电流值之间的点阵图谱，如图2所示，并拟合出线性关系表达式：Y＝-2.5324-0.06034X，相关系数0.9926。
步骤五、取某未知浓度的半胱氨酸溶液5ml，加入含邻苯二酚的pH值为7.4，磷酸根浓度为0.1mol/L的PBS缓冲溶液中，再定容至30ml，然后按步骤三中的方法对含邻苯二酚的未知半胱氨酸浓度的PBS缓冲溶液进行扫描，读出氧化峰电流值，再带入步骤四中的关系式，解出半胱氨酸的浓度。
<对比例1>
一种已经公开的检测半胱氨酸浓度的方法，采用席夫碱镍配合物/氧化石墨烯对玻碳电极进行修饰，修饰过程采用滴涂法，检测过程亦采用三电极体系和循环伏安法。
经多次测试，发现对比例1的方法测试结果极不稳定，同样的试样会出现多种相差较大的结果，分析原因为滴涂法对电极修饰容易造成滴涂不均或电极部分位置滴涂遗漏的原因，而实施例的方法检测结果波动小，重复性好，而且玻碳电极的修饰过程也比对比例1的简单稳定。
<对比例2>
一种已经公开的HPLC法测定半胱氨酸的浓度，检测限为0.01mg/ml。
而实施例的检测限可达到8.59×10-5mg/ml，同时，相比于对比例2的方法，实施例的方法操作起来更为简便、快捷，受到外界环境的影响更小。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (7)
1.一种检测溶液中半胱氨酸浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将玻碳电极表面用氨基化石墨烯量子点进行修饰；
步骤二、将经过步骤一处理的玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，并浸入已知的不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液中，通过循环伏安法测出每种浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液对应的氧化峰电流值；
步骤三、通过步骤二中的数据建立半胱氨酸浓度与氧化峰电流值的关系式，即可根据测量未知浓度的半胱氨酸的PBS缓冲溶液的氧化峰电流值计算出溶液中半胱氨酸的浓度。
2.如权利要求1所述的检测溶液中半胱氨酸浓度的方法，其特征在于，步骤一中对玻碳电极进行修饰的具体方法为：
步骤a、将玻碳电极进行打磨清洗后作为工作电极组成一个三电极体系，并浸入氨基化石墨烯量子点溶液，通过循环伏安法扫描，在玻碳电极表面电沉积氨基化石墨烯量子点；
步骤b、将步骤a处理的玻碳电极取出置于红外干燥箱中烘干。
3.如权利要求1所述的检测溶液中半胱氨酸浓度的方法，其特征在于，步骤二中含不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液中均含有1.0×10-4mol/L的邻苯二酚。
4.如权利要求1所述的检测溶液中半胱氨酸浓度的方法，其特征在于，步骤二中配置含不同浓度半胱氨酸的PBS缓冲溶液时使用的PBS缓冲溶液的pH值均为7.4，磷酸根浓度均为0.1mol/L。
5.如权利要求1所述的检测溶液中半胱氨酸浓度的方法，其特征在于，步骤二中采用循环伏安法扫描时的各项参数为：初始电位-0.4V、最高电位1V、最低点位-0.4V、最终电位-0.4V、扫描速率0.05V/s、扫描次数2次、灵敏度10-4A/V、等待时间为2s。
6.如权利要求2所述的检测溶液中半胱氨酸浓度的方法，其特征在于，步骤a中采用循环伏安法扫描时的各项参数为：初始电位0V、最高电位1V、最低点位0V、最终电位0V、扫描速率0.1V/s、扫描次数100次、灵敏度10-4A/V、等待时间为2s。
7.如权利要求2所述的检测溶液中半胱氨酸浓度的方法，其特征在于，步骤a中氨基化石墨烯量子点溶液的浓度为2mg/mL。
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