CN114594151A - 半胱胺作为电致化学发光共反应剂的应用 - Google Patents

Abstract

半胱胺作为电致化学发光共反应剂的应用，属于电致化学发光分析方法技术领域。将半胱胺作为电致化学发光共反应剂，三联吡啶钌(Ru(bpy)₃Cl₂)作为发光体，用于三联吡啶钌或半胱胺的电化学发光检测。与现有常用共反应剂(三正丙胺，TPrA)相比，该共反应剂具有较强的ECL增强、低生物毒性，未来可用于细胞检测等优势。实验结果表明：本发明的半胱胺作为三联吡啶钌电致化学发光共反应剂的应用，能够用于高效检测三联吡啶钌或半胱胺的含量，更重要的是，在一定浓度范围内，通过实验给出了半胱胺和三联吡啶钌在混合体系中的最佳终浓度。

Description

半胱胺作为电致化学发光共反应剂的应用

技术领域：本发明属于电致化学发光分析方法技术领域，具体涉及半胱胺作为电致化学发光共反应剂的应用。

背景技术

电致化学发光(Electrochemiluminescence,ECL)，是通过电化学方法来产生一些特殊的物质，然后这些电生的物质之间或者电生物质与其它物质之间进一步反应而产生的一种发光现象。它是化学发光方法与电化学方法相结合的产物。它保留了化学发光方法所具有的灵敏度高、线性范围宽、简单方便和仪器简单等优点，同时具有重现性好、易于控制、稳定性好等优点。ECL技术已经广泛应用于免疫分析、核酸杂交分析和其他生化物质的测定，不仅大大推动了生物化学和分子生物学的研究，而且为医学诊断带来了一次技术性的革命。

三联吡啶钌(Ru(bpy)₃Cl₂)是典型电化学发光材料的一种，具有可回收性、发光效率高、化学稳定性和良好的生物相容性等特点。因此，基于Ru(bpy)₃ ²⁺的ECL体系在许多领域得到了广泛的应用。最常用的ECL体系Ru(bpy)₃ ²⁺/TPrA具有发光效率高、电化学行为可逆、化学稳定性好、通用性强等特点。然而，TPrA有几个缺点:它不仅有毒、有腐蚀性、易挥发，而且需要在高浓度(通常高达100mM)下使用才能获得良好的灵敏度。因此，开发一种替代TPrA的高灵敏度、无毒或弱毒性共反应物对于细胞检测或医学诊断是非常有必要的。

半胱胺又称β-巯基乙胺(简称CS)，可从动物毛发中提取，也可化学合成，作为半胱氨酸的脱羧产物，半胱胺是辅酶A分子的组成成分及动物体内的生物活性物质，在体内具有重要的生理作用。半胱胺在家禽生产中的应用又调节激素水平，促进动物生长；提高营养物质的消化代谢；提高动物机体免疫力。半胱胺在现今临床医疗中的应用又治疗白内障和胱氨酸病，放射病综合征，急性和慢性金属中毒。半胱胺自身是不存在电致化学发光性质的，因此，其作为电致化学发光体系的共反应剂不会对信号产生干扰。所以，利用半胱胺作为共反应剂对细胞或活体进行电化学发光研究具有无毒、灵敏度高的优势，能够进一步扩展电化学发光研究方法的应用范围。另外，更重要的是，在半胱胺作为共反应剂，三联吡啶钌作为发光体的电化学发光体系中两者的最佳终浓度的确定是一个关键点。

发明内容

发明目的：为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供了半胱胺作为电致化学发光共反应剂的新用途。

为解决上述技术问题，本发明公开了半胱胺作为电致化学发光共反应剂的应用，并在一定浓度范围内给出了体系中半胱胺和三联吡啶钌的最佳终浓度值。

首先，向含有半胱胺的样品溶液中加入三联吡啶钌溶液，通过电化学发光工作站记录电化学发光信号，根据电化学发光强度和半胱胺浓度的线性关系，在1～40mM的浓度范围内，实验结果得出半胱胺的最佳终浓度为30mM，实现了半胱胺含量的检测。

根据上述实验方法，所述的半胱胺浓度的检测下限为0.333mM(S/N＝3)。

优选的是，上述应用也可以向含有三联吡啶钌的溶液中加入半胱胺溶液，通过电化学发光工作站记录电化学发光信号，根据电化学发光强度与三联吡啶钌的下线性关系，在10～90μM的浓度范围内，实验结果得出三联吡啶钌的最佳终浓度为50μM，实现了三联吡啶钌的含量检测。

本发明的有益效果是：

本发明公开了一种半胱胺作为电致化学发光共反应剂的应用，将半胱胺作为电致化学发光共反应剂，三联吡啶钌(Ru(bpy)₃Cl₂)作为发光体，用于三联吡啶钌或半胱胺的电化学发光检测，并在一定的浓度范围内，根据实验结果得到了整个体系中半胱胺与三联吡啶钌的最佳电化学发光浓度。与现有常用共反应剂(三正丙胺，TPrA)相比，该共反应剂产生最佳电化学发光时使用的浓度较低，具有较强的ECL增强、低生物毒性，未来可用于细胞检测等优势。实验结果表明：本发明的半胱胺作为三联吡啶钌电致化学发光共反应剂的应用，能够用于高效检测三联吡啶钌或半胱胺的含量。

附图说明

下面结合附图和具体实施案例对本发明作更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清晰。

图1为本发明的共反应剂与三联吡啶钌的紫外吸收光谱图；

图2为半胱胺与三联吡啶钌的循环伏安图；

图3为半胱胺与三联吡啶钌的电化学发光图；

图4为半胱胺浓度优化的电化学发光图；

图5为三联吡啶钌浓度优化的电化学发光图；

具体实施方式

根据下述实施案例，有助于更好地理解本发明。

本发明所述半胱胺作为电致化学发光共反应剂用于三联吡啶钌或半胱胺的检测。

利用玻碳电极(GCE，

)为工作电极，Ag/AgCl(饱和KCl)为参比电极，Pt丝为对电极的三电极体系进行电化学发光检测。在实验前用0.5～6μm氧化铝粉(Macklin，北京)抛光GCE电极，然后用超纯水，乙醇，超纯水分别超声清洗3分钟，最后氮气吹干。

实施案例1：

向30×50称量瓶中加入3mL 0.1M pH＝7.4的PBS溶液，随后将三联吡啶钌溶液加入其中配成50μM Ru(bpy)₃ ²⁺的检测底液，然后分别向其中加入半胱胺溶液配制成一系列不同浓度的待检测溶液，其半胱胺的最终浓度分别为1mM，2mM，3mM，4mM，5mM，10mM，20mM，30mM，40mM，最后采用三电极体系利用电化学发光工作站进行电化学发光检测，建立ECL发光强度与半胱胺浓度的线性关系，结果如图4所示。其中，检测条件为扫描速率为100mV/s，电压范围为0～2V，光电倍增高压600V，该方法对半胱胺的检测限0.333mM(S/N＝3)。三联吡啶钌/半胱胺的电化学发光体系中，在1～40mM的浓度范围内，半胱胺的最佳终浓度为30mM。

实施案例2：

向30×50称量瓶中加入3mL 0.1M pH＝7.4的PBS溶液，随后将半胱胺溶液加入其中配成30mM半胱胺的检测底液，然后分别向其中加入三联吡啶钌溶液配制成一系列不同浓度的待检测溶液，其Ru(bpy)₃ ²⁺的最终浓度分别为10μM，20μM，30μM，40μM，50μM，60μM，70μM，80μM，90μM，最后采用三电极体系利用电化学发光工作站进行电化学发光检测，建立ECL发光强度与三联吡啶钌浓度的线性关系，结果如图5所示。其中，检测条件为扫描速率为100mV/s，电压范围为0～2V，光电倍增高压600V，该方法对三联吡啶钌的检测限3.33μM(S/N＝3)。三联吡啶钌/半胱胺的电化学发光体系中，在10～90μM的浓度范围内，三联吡啶钌的最佳终浓度为50μM。

Claims (8)

1.半胱胺作为电致化学发光共反应剂的应用。

2.根据权利要求1所述的半胱胺作为电致化学发光共反应剂的应用，其特征在于，半胱胺作为电化学发光共反应剂用于三联吡啶钌含量的检测。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，向三联吡啶钌溶液中加入半胱胺溶液得到混合溶液，通过电化学发光工作站记录发光信号，根据发光强度与半胱胺浓度的线性关系来检测样品中半胱胺的含量。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，半胱胺在混合溶液中终浓度在1～40mM的范围内，半胱胺的浓度检测下限为0.333mM，信噪比即信号平均功率/噪声平均功率S/N＝3。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，半胱胺在混合溶液中的最佳电致化学发光终浓度为30mM。

6.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，向半胱胺溶液中加入三联吡啶钌溶液，通过电化学发光工作站记录电致化学发光信号，根据发光强度和三联吡啶钌浓度的线性关系，实现三联吡啶钌含量的检测。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，三联吡啶钌在混合溶液中终浓度在10～90μM的浓度范围内，三联吡啶钌的浓度检测下限为3.33μM，信噪比即信号平均功率/噪声平均功率S/N＝3。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，三联吡啶钌在混合溶液中的最佳电致化学发光终浓度在为50μM。

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