[发明专利]一种基于金纳米颗粒溶胶吸收光谱的半胱氨酸快速检测法

说明书

技术领域

本发明属于半胱氨酸检测方法技术领域，特别涉及基于金纳米颗粒溶胶吸收光谱的半胱氨酸快速检测方法。

背景技术

据《氨基酸》(吴显荣编著，北京农业大学出版社，1988年出版，第3页)记载，半胱氨酸是一种含硫氨基酸，在有机体代谢的氧化还原过程中起着重要的作用。据《人体生物之源——氨基酸》(邹忠梅、喻长远主编，中国医药科技出版社，2000年出版，第63-67页)记载，半胱氨酸及其衍生物也是潜在的神经性毒素和多种生理学环境的生物标记，其在生物体中的含量直接关系着心血管功能。据美国《新英格兰医学杂志》(The NewEngland Journal of Medicine 338：1042-1050，1998)报道，半胱氨酸及其同系物——同型半胱氨酸在临床应用上可以作为动脉粥样硬化等心脑血管疾病的独立危险指标，空腹情况下其在人体内的正常浓度为5-15μM。目前检测半胱氨酸及其衍生物的主要方法有荧光偏振免疫检测法、高效液相色谱法、电化学伏安法等，但是这些检测方法都依赖于复杂昂贵的仪器设备，且操作步骤繁琐、耗时长，又不能在临床上实现大流量自动化分析。近日，美国《纳米快报》(Nano Letters，8(2)：529-533.2008.)报道了用表面修饰有DNA分子的金纳米颗粒溶胶检测半胱氨酸的方法，该方法利用半胱氨酸与汞离子(Hg²⁺)结合能力强的特点，通过检测偶联金纳米颗粒溶胶的双链DNA分子解螺旋温度的变化来实现半胱氨酸定量检测的目的。然而，上述方法需要使用精确控温的仪器，操作仍比较繁琐，且耗时多于2小时，对于临床应用仍有较大限制。到目前为止，尚未见文献报道可以在十分钟以内检测半胱氨酸的方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于金纳米颗粒溶胶吸收光谱的半胱氨酸的快速检测方法，以克服现有检测技术中仪器设备复杂昂贵、操作过程繁琐、耗时长的缺点。

本发明基于金纳米颗粒溶胶吸收光谱的半胱氨酸快速检测法，其特征在于：将去离子水和pH值在3.8至5.7的缓冲溶液以及金纳米颗粒溶胶原液混合配制成检测液，使得该检测液中的缓冲物质和金元素的浓度分别为10±1mM和0.9±0.1mM；将含半胱氨酸的待检测液加入到上述检测液中，使得形成的检测体系中半胱氨酸的浓度为0.5～10μM，将其混合均匀后在十分钟内测量其吸收光谱；根据检测体系的吸收光谱中波长为700纳米和525纳米的吸光度的比值η的不同，即定量检测出半胱氨酸的浓度。

本发明方法中使用的检测液为水溶性金纳米颗粒溶胶，当溶胶的pH值处于3.8～5.7范围内时，检测液为红色；在加入含有半胱氨酸的待检测液后，半胱氨酸分子中的巯基(-SH)能迅速地连接在金纳米颗粒表面，半胱氨酸另一端的羧基(-COOH)和氨基(-NH₂)则向外伸展，而不同金纳米颗粒之间的羧基(-COOH)和氨基(-NH₂)相互作用较强，导致表面连接有半胱氨酸的金纳米颗粒聚集；由于金纳米颗粒表面等离子共振吸收特性受到聚集程度的影响，整个体系的颜色随之发生改变并在吸收光谱中反映出定量关系，利用吸收光谱中波长为700纳米和525纳米的吸光度的比值η的不同，即可定量检测出半胱氨酸的浓度；由于除半胱氨酸以外的其他19种氨基酸分子中都不具有巯基(-SH)集团，因此都无法直接连接在金纳米颗粒溶胶表面，也无法借助上述的吸收光谱检测方法来定量检测其浓度。这种根据金纳米颗粒溶胶的吸收光谱对20种天然氨基酸的不同响应，区分半胱氨酸与其他氨基酸，并根据金纳米颗粒溶胶吸收光谱的变化来定量检测半胱氨酸浓度的方法，尚未见文献报道。有别于美国《纳米快报》(Nano Letters，8(2)：529-533.2008.)中报道的通过测量偶联金纳米颗粒溶胶的双链DNA分子解螺旋温度的变化实现半胱氨酸的定量检测方法，本发明方法是通过测量金纳米颗粒溶胶吸收光谱的变化实现半胱氨酸的定量检测目的。与现有技术相比，采用本发明方法可在十分钟之内检测出体系中半胱氨酸的浓度，大大缩减了检测半胱氨酸所需的时间，并具有设备简单、操作简易、且能批量检测的优点。

附图说明

图1是pH值为3.8的金纳米颗粒溶胶在加入不同浓度半胱氨酸后的吸收光谱图；

图2是由图1中pH值为3.8的吸收光谱得到的波长为700纳米和525纳米吸光度的比值η与半胱氨酸浓度之间的关系曲线图。

图3是pH值为5.0的金纳米颗粒溶胶在加入不同浓度半胱氨酸后的吸收光谱图；