[发明专利]一种基于谷胱甘肽复合膜栅极金电极的L-胱氨酸的检测方法及传感器

说明书

本发明公开了一种基于谷胱甘肽复合膜修饰栅极金电极的L‑胱氨酸的检测方法及传感器，将邻苯二甲酸二丁酯/氧化石墨烯/谷胱甘肽(DBP/GO/GSH)复合材料修饰在场效应晶体管延长的栅极金膜层上，形成一种新型的DBP/GO/GSH自组装栅极金电极(GGE)，利用场效应晶体管原位信号放大作用对L‑胱氨酸实现灵敏检测，其中，谷胱甘肽复合膜通过静电作用吸附结合带正电荷的目标物L‑胱氨酸，形成双电层结构而产生识别一价有机铵离子的膜电位。所述传感器对L‑胱氨酸具有良好的能斯特响应关系，线性范围为2.5×10supgt;‑6/supgt;—1.0×10supgt;‑4/supgt;mol/L，响应灵敏度为55.72±1.5mV/‑pC(25℃)，检出限为1.02×10supgt;‑/supgt;supgt;6/supgt;mol/L。其制备过程简单便捷，响应时间快，具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于化学/生物传感技术领域，具体涉及一种基于谷胱甘肽复合膜栅极金电极的L-胱氨酸的检测方法及传感器，即一种选择性膜电位型传感器，适用于健康养殖与生命科学方面的检测。

背景技术

邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalic，DBP)是一种可以使制品具有良好柔软性的无色油状液体，其稳定性、耐挠曲性、黏结性和防水性能优良所以被用作聚醋酸乙烯、醇酸树脂、硝基纤维素、乙基纤维素及氯丁橡胶、丁腈橡胶的增塑剂。

氧化石墨烯(Graphene oxide，GO)是石墨烯的衍生物，结构与石墨烯大体相同，只是在一层碳原子构成的二维空间无限延伸的基面上连接有大量含氧基团，平面上含有-OH和C-O-O，而在其片层边缘含有C＝O和-COOH。氧化石墨烯与石墨烯相比，具有一些优异的性能，有良好的润湿性能和表面活性，而且在改善材料的力学，电学性能上起到了很大的作用。

近年来，很多有关氧化石墨烯复合修饰材料的电化学研究，Ya等利用氮掺杂氧化石墨烯修饰玻碳电极检测食物中的多菌灵，该修饰材料对多菌灵表现出优异的电催化氧化性能，其检测范围为5.0—850μg/L，检测下限为1.0μg/L；Shen等将镍纳米材料、绿坡缕石以及还原氧化石墨稀复合材料修饰在玻碳电极上用来检测葡萄糖，该传感器对于葡萄糖的检测表现出高灵敏性以及响应快等特点，其检测下限为0.37mM；Hadi Beitollahi等在丝网印刷电极上修饰氧化石墨烯/氧化锌(GO/ZnO)复合材料用于同时检测左旋多巴和酪氨酸，此电极对两种检测物质表现出高灵敏度，高选择性，其检测下限分别为4.5×10^-7M和3.4×10^-7M；Rao等研究了p型硝基酚上的两个具有电活性官能团在还原氧化石墨稀修饰玻碳电极上的电化学行为，该传感器对PNP的检测下限为0.55mM；李俊华等将GO/MWCNT纳米复合材料修饰于玻碳电极上，构建了一种新型的稳定性良好L-色氨酸传感器，其检测范围是1.0×10^-6—1.0×10^-4mol/L，其检测下限为3.5×10^-7mol/L；刘小花等制备了用于测定邻苯二酚的单壁碳纳米管－氧化石墨烯复合修饰玻碳电极，该修饰电极对邻苯二酚具有良好的电催化活性，其检出限为4×10^-7M。

GSH是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键形成，分子中有由谷氨酸的γ-COOH与半胱氨酸的α-NH₂缩合成的特殊的γ-肽键。谷胱甘肽具有抗氧化作用和整合解毒作用还能帮助保持正常的免疫系统的功能。由于谷胱甘肽的抗氧化作用和整合解毒作用，使得其应用广泛，不仅可用于药物，更可作为功能性食品的基料，在延缓衰老、增强免疫力、抗肿瘤等功能性食品中广泛应用。