專利名稱：一種基于納米金/石墨烯納米復(fù)合物的快速檢測半胱氨酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生理物質(zhì)的檢測方法，具體是指采用一種納米金/石墨烯納米復(fù)合材料的修飾電極的方法，用于檢測溶液中半胱氨酸的含量。
背景技術(shù)：
半胱氨酸(Cys)是一種天然的含巰基的氨基酸，存在于許多蛋白質(zhì)、谷胱甘肽中。它在食品加工中具有許多用途，主要用于焙烤制品，作為面團改良劑的必需成分。半胱氨酸的巰基(-SH)的是許多蛋白質(zhì)和酶生物活性的關(guān)鍵基團。在體液中，半胱氨酸具有非常重要的生物活性和藥理作用。半胱氨酸或同型半胱氨酸(Hcy)水平異常與許多疾病有關(guān)，如發(fā)育減緩，老年癡呆癥和心血管疾病等。心血管疾病普遍認(rèn)為與半胱氨酸含量過高有關(guān)。因此，需要制定有效的方法來檢測半胱氨酸的含量，對生理學(xué)術(shù)研究及臨床應(yīng)用都有重要的意義。目前對于半胱氨酸的檢測主要有高效液相色譜法，氣相色譜-質(zhì)譜法，電化學(xué)方法測定和基于納米粒子的可視化方法等。但是這些方法或多或少存在一些不足，比如，儀器昂貴，操作繁瑣，需要的時間長等，使其在實際應(yīng)用中受到限制，因此，很有必要建立一種更加簡便，快速的方法。電分析方法是一種靈敏度高，簡單，成本低的檢測方法，但是由于不能有效的區(qū)分抗壞血酸(AA)、尿酸(UA)等對半胱氨酸的干擾，我們需要尋找一種可有效識別半胱氨酸的高靈敏的電極修飾材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于將石墨烯納米技術(shù)引入半胱氨酸的檢測應(yīng)用中，提供一種基于石墨烯納米復(fù)合物的快速檢測半胱氨酸的方法，該方法具有簡單，快速，靈敏的優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提出的半胱氨酸快速檢測方法，采用電化學(xué)修飾電極，實現(xiàn)半胱氨酸的間接檢測。其特征在于:1.在還原氧化石墨烯時，所采用的還原劑為多巴胺分子，溶劑為20mM，pH = 8.5的Tris-Cl緩沖溶液。然后直接加入氯化金溶液，原位生成納米金顆粒，得到納米金/石墨烯復(fù)合材料。2.石墨烯納米復(fù)合物修飾電極后，于10mM，pH = 9.0的磷酸緩沖液中50°C下與半胱氨酸作用半小時。半胱氨酸的巰基可以與納米金通過金硫鍵作用，還可以與石墨烯表面的多巴胺通過邁克爾加成反應(yīng)發(fā)生作用。3.半胱氨酸作用后可以改變修飾電極的電化學(xué)信號，從而達(dá)到間接檢測半胱氨酸的作用。4.這種方法對半胱氨酸具有很強的識別性，檢測靈敏度可達(dá)到1.0X ΙΟ,Μ。本發(fā)明的有益效果是:
I)在室溫下可以在石墨烯表面原位還原氯金酸生成納米金，材料制備簡便。2)復(fù)合材料修飾電極后，半胱氨酸的巰基可以與納米金通過金硫鍵作用，還可以與石墨烯表面的多巴胺通過邁克爾加成反應(yīng)發(fā)生作用，提高檢測靈敏度。3)操作簡單，具有較好的選擇性和較高的靈敏度。


圖1是原位還原納米金/石墨烯合成過程及半胱氨酸檢測機理。半胱氨酸同修飾材料作用后可以改變修飾電極的電化學(xué)信號，從而達(dá)到間接檢測半胱氨酸的作用。圖2是半胱氨酸的定量檢測。
具體實施例方式實施例1:利用Hummer法制備氧化石墨烯。在20mM, pH = 8.5的Tris-Cl緩沖溶液中用多巴胺分子還原氧化石墨烯。然后直接加入氯化金溶液，原位生成納米金顆粒，得到納米金/石墨烯復(fù)合材料。制備過程如圖1所示。實施例2:用所得復(fù)合材料修飾電極后，將電極在10mM，pH = 9.0的磷酸緩沖液中50°C下與半胱氨酸作用半小時。半胱氨酸的巰基可以與納米金和石墨烯表面的多巴胺同時發(fā)生作用，如圖1。實施例3:由于半胱氨酸阻礙電極的導(dǎo)電性。在沒有半胱氨酸時，修飾電極的電化學(xué)信號會強于與半胱氨酸作用后。根據(jù)電化學(xué)信號的改變可以間接實現(xiàn)對半胱氨酸的檢測。相應(yīng)的電化學(xué)信號及定量分析如圖2。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選的具體實施方式
和實施例作了詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式和實施例，在本領(lǐng)域技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種基于納米金/石墨烯納米復(fù)合物的快速檢測半胱氨酸的方法，其特征在于:以多巴胺為還原劑還原氧化石墨烯，從而可以原位還原氯金酸生成納米金。復(fù)合材料修飾電極后，半胱氨酸的巰基可以與納米金通過金硫鍵作用，還可以與石墨烯表面的多巴胺通過邁克爾加成反應(yīng)發(fā)生作用。由于半胱氨酸的作用使得修飾電極的電化學(xué)信號發(fā)生改變，從而根據(jù)電流信號的改變來達(dá)到檢測半胱氨酸的目的。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于納米金/石墨烯納米復(fù)合物的快速檢測半胱氨酸的方法，其特征在于:在還原氧化石墨烯時，所采用的還原劑為多巴胺分子，溶劑為20mM，pH =8.5的Tris-Cl緩沖溶液。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于納米金/石墨烯納米復(fù)合物的快速檢測半胱氨酸的方法，其特征在于:在多巴胺還原的石墨烯中直接加入氯化金溶液，原位生成納米金顆粒，得到納米金/石墨烯復(fù)合材料。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于納米金/石墨烯納米復(fù)合物的快速檢測半胱氨酸的方法，其特征在于:用石墨烯納米復(fù)合物修飾電極后，于10mM，pH = 9.0的磷酸緩沖液中50°C下與半胱氨酸作用半小時，半胱氨酸的巰基與納米金和石墨烯表面的多巴胺同時發(fā)生作用。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于納米金/石墨烯納米復(fù)合物的快速檢測半胱氨酸的方法，其特征在于:半胱氨酸作用后可以改變修飾電極的電化學(xué)信號，利用差分脈沖伏安法檢測作用前后的電流信號，從而達(dá)到間接檢測半胱氨酸的作用。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于納米金/石墨烯納米復(fù)合物的快速檢測半胱氨酸的方法，其特征在于:這種方法對半胱氨酸具有很強的識別性，檢測靈敏度可達(dá)到Ι.ΟΧΙΟ,Μ。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于納米金/石墨烯納米復(fù)合物的快速檢測半胱氨酸的方法。本發(fā)明的主要創(chuàng)新在于利用化學(xué)還原的石墨烯表面的功能分子多巴胺來原位還原氯金酸得到納米金/石墨烯復(fù)合材料。半胱氨酸的巰基不僅可以與納米金通過金硫鍵作用，還可以與石墨烯表面的多巴胺通過邁克爾加成反應(yīng)發(fā)生作用。將納米金/石墨烯復(fù)合材料修飾在電極表面后，由于半胱氨酸的作用使得修飾電極的電化學(xué)信號發(fā)生改變，從而根據(jù)電流信號的改變來達(dá)到檢測半胱氨酸的目的。該方法操作簡單，快速，具有較高的靈敏度和較好的選擇性，可以應(yīng)用到實際溶液中半胱氨酸的檢測。
文檔編號G01N27/26GK103149257SQ201310069040
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者趙紅, 張陽, 張曉芳, 何裕建, 李向軍, 袁倬斌 申請人:中國科學(xué)院大學(xué)