[发明专利]基于2-巯基苯并咪唑的L-半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2‑巯基苯并咪唑的L‑半胱氨酸的检测方法及传感器，将2‑巯基苯并咪唑(2‑MBI)修饰在栅极延长出来的金电极的金膜层表面上，形成一种简易的2‑MBI自组装膜延长栅金电极(G‑GE)，利用场效应晶体管原位信号的放大作用对L‑半胱氨酸(L‑Cys)实现灵敏检测。传感器对L‑半胱氨酸具有良好的能斯特响应关系，线性范围为5.0×10supgt;‑8/supgt;—1.0×10supgt;‑4/supgt;mol/L，响应灵敏度为62.28mV/pC(25℃)，检出限为2.7×10supgt;‑8/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2-巯基苯并咪唑的L-半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

L-半胱氨酸(L-Cysteine；L-Cys)是一种重要的条件氨基酸，对许多必需的生物化学物质如辅酶A，肝素，生物素，类脂酸和谷胱甘肽的适当代谢起着关键作用；同时半胱氨酸作为含硫氨基酸在生物细胞代谢和稳态系统中发挥着重要作用，为蛋白质通过二硫键进行分子内交联以支持它们的二级结构和功能提供了机遇，是一种疾病相关的生理调节剂，也被用作生物体许多疾病的生物标志物。生理水平(30-200μM)的L-半胱氨酸浓度偏差与高半胱氨酸血症、类风湿性关节炎、帕金森病、阿尔茨海默氏病等慢性疾病以及不良妊娠结局有关，从临床角度来看，L-半胱氨酸在体液中具有高灵敏度和高选择性的测定是至关重要的。考虑到目前可用的方法，L-半胱氨酸检测的直接方法具有相当大的意义，检测L-半胱氨酸的常用方法有高效液相色谱法(HPLC)、流动注射分析法(FIA)、高效毛细管电泳法(HPCE)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、液相色谱-质谱联用法(LC-MS/MS)、荧光分析法、比色传感分析法等。然而，这些分析方法需要的仪器成本昂贵、实验的操作流程复杂，且需要熟练的技术人员，不易于实现微型化和实时地检测。因此，移动实验室，现场环境实时实地检测方法和便携式检测仪器等具有更广泛的研究前景；而电流型电化学传感分析法也被广泛应用于检测L-半胱氨酸。尽管如此，这些方法大多不能实时产生结果，必须在外部实验室进行。此外，它们受到分析成本高昂，精密设备以及合格人员的限制。因此，重要的是开发新的技术，获得可靠的原位数据，易于处理，成本效益高，结果快速准确。为了解决这个问题，相对的耗时少，易于小型化，相对较低的成本、更高的选择性和敏感性的电位型离子选择性电极具有更广泛的应用前景。

离子选择性电极(Ion-selective electrodes，简称ISEs)是用于检测对应于溶液中阴离子和阳离子的离子活性(即热力学补偿浓度)的电位差的传感器，由于其可靠性和可行性，离子选择性电极(ISE)已被广泛使用，用于电位测量作为电分析技术的阳离子和阴离子的识别。这些化学传感器大约在二十年前已被详细描述。一般来说，ISE分为两组，分别是传感器的敏感部分：液膜和固体膜。基于含有中性或带电载体(离子载体)的聚氯乙烯-聚合物膜的液膜隔离器件，可用于分析化学中大量无机和有机离子的测定。根据它们的大小和化学结构，离子载体提供结合大量离子物质的能力。然而，含氮小分子如氨基酸、苯丙胺和苯丙胺类物质的ISE尚未在文献中广泛报道。到目前为止，只有亲脂性环糊精和冠醚已被用作苯丙胺识别的载体分子。Saad等人分别报道了在1,2-二氯乙烷中分别基于二苯并-18-冠-6醚和二苯并-24-冠-8-醚的两种苯丙胺传感器作为液膜ISE的宏观活性组分。然而，到目前为止还没有报道基于2-巯基苯并咪唑活性载体膜选择性识别L-半胱氨酸的电位型电化学传感器。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种基于2-巯基苯并咪唑的L-半胱氨酸的检测方法及传感器。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述基于2-巯基苯并咪唑的L-半胱氨酸的检测方法包括如下步骤：