[发明专利]一种基于纳米金/石墨烯纳米复合物的快速检测半胱氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生理物质的检测方法，具体是指采用一种纳米金/石墨烯纳米复合材料的修饰电极的方法，用于检测溶液中半胱氨酸的含量。

背景技术

半胱氨酸(Cys)是一种天然的含巯基的氨基酸，存在于许多蛋白质、谷胱甘肽中。它在食品加工中具有许多用途，主要用于焙烤制品，作为面团改良剂的必需成分。半胱氨酸的巯基(-SH)的是许多蛋白质和酶生物活性的关键基团。在体液中，半胱氨酸具有非常重要的生物活性和药理作用。半胱氨酸或同型半胱氨酸(Hcy)水平异常与许多疾病有关，如发育减缓，老年痴呆症和心血管疾病等。心血管疾病普遍认为与半胱氨酸含量过高有关。因此，需要制定有效的方法来检测半胱氨酸的含量，对生理学术研究及临床应用都有重要的意义。

目前对于半胱氨酸的检测主要有高效液相色谱法，气相色谱-质谱法，电化学方法测定和基于纳米粒子的可视化方法等。但是这些方法或多或少存在一些不足，比如，仪器昂贵，操作繁琐，需要的时间长等，使其在实际应用中受到限制，因此，很有必要建立一种更加简便，快速的方法。电分析方法是一种灵敏度高，简单，成本低的检测方法，但是由于不能有效的区分抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)等对半胱氨酸的干扰，我们需要寻找一种可有效识别半胱氨酸的高灵敏的电极修饰材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于将石墨烯纳米技术引入半胱氨酸的检测应用中，提供一种基于石墨烯纳米复合物的快速检测半胱氨酸的方法，该方法具有简单，快速，灵敏的优点。

为实现上述目的，本发明所提出的半胱氨酸快速检测方法，采用电化学修饰电极，实现半胱氨酸的间接检测。其特征在于：

1.在还原氧化石墨烯时，所采用的还原剂为多巴胺分子，溶剂为20mM，pH＝8.5的Tris-Cl缓冲溶液。然后直接加入氯化金溶液，原位生成纳米金颗粒，得到纳米金/石墨烯复合材料。

2.石墨烯纳米复合物修饰电极后，于10mM，pH＝9.0的磷酸缓冲液中50℃下与半胱氨酸作用半小时。半胱氨酸的巯基可以与纳米金通过金硫键作用，还可以与石墨烯表面的多巴胺通过迈克尔加成反应发生作用。

3.半胱氨酸作用后可以改变修饰电极的电化学信号，从而达到间接检测半胱氨酸的作用。

4.这种方法对半胱氨酸具有很强的识别性，检测灵敏度可达到1.0×10^-10M。

本发明的有益效果是：

1)在室温下可以在石墨烯表面原位还原氯金酸生成纳米金，材料制备简便。

2)复合材料修饰电极后，半胱氨酸的巯基可以与纳米金通过金硫键作用，还可以与石墨烯表面的多巴胺通过迈克尔加成反应发生作用，提高检测灵敏度。

3)操作简单，具有较好的选择性和较高的灵敏度。

附图说明

图1是原位还原纳米金/石墨烯合成过程及半胱氨酸检测机理。半胱氨酸同修饰材料作用后可以改变修饰电极的电化学信号，从而达到间接检测半胱氨酸的作用。

图2是半胱氨酸的定量检测。

具体实施方式

实施例1：

利用Hummer法制备氧化石墨烯。在20mM，pH＝8.5的Tris-Cl缓冲溶液中用多巴胺分子还原氧化石墨烯。然后直接加入氯化金溶液，原位生成纳米金颗粒，得到纳米金/石墨烯复合材料。制备过程如图1所示。

实施例2：

用所得复合材料修饰电极后，将电极在10mM，pH＝9.0的磷酸缓冲液中50℃下与半胱氨酸作用半小时。半胱氨酸的巯基可以与纳米金和石墨烯表面的多巴胺同时发生作用，如图1。

实施例3：

由于半胱氨酸阻碍电极的导电性。在没有半胱氨酸时，修饰电极的电化学信号会强于与半胱氨酸作用后。根据电化学信号的改变可以间接实现对半胱氨酸的检测。相应的电化学信号及定量分析如图2。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细的说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。