[发明专利]一种基于复合膜修饰电极的L-酪氨酸检测方法及传感器

说明书

本发明公开了一种基于复合膜修饰电极的L‑酪氨酸(L‑Tyr)检测方法，所述方法包括制备CuS NS‑CS/F‑MWCNTs复合材料、制备CuS NS‑CS/F‑MWCNTs/GCE复合膜修饰电极和L‑酪氨酸检测等步骤。本发明制备了CuS纳米片(CuS NS)负载到酸化碳纳米管并采用壳聚糖(CS)作分散剂，将其修饰在玻碳电极上制得了CuS NS‑CS/F‑MWCNTs/GCE复合膜修饰电极。结果表明该修饰电极对L‑Tyr具有良好的电催化氧化特性，可用于猪血清样品中L‑Tyr的测定，检测下限达到4.9×10^‑9mol/L，说明该修饰电极在生物分析检测领域有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于化学/生物传感技术领域，具体涉及一种基于复合膜修饰电极的L-酪氨酸检测方法及传感器。

背景技术

L-酪氨酸(L-Tyr)作为人和动物的生理必需氨基酸，对其新陈代谢、生长发育起着重要的作用。同时它是蛋白质的组成部分，也是黑色素和神经递质的关键前体。它存在于大豆、鱼、鸡蛋、牛奶和香蕉等食物中。然而，人体中酪氨酸过量将会引起酪氨酸血症，这是一种罕见的因L-Tyr代谢异常所导致的常染色体隐性疾病，这种疾病对人体有不可逆转的损害，特别是新生儿的肝衰竭、神经痛、佝偻病等疾病；酪氨酸含量过低将会引起白化病和褐黄病。而酪氨酸的含量也将影响动物的营养及毛色，例如猪和羊。因此，快速灵敏地测定L-Tyr对研究相关疾病的病理和临床诊断具有重要意义。

目前国内外用于检测L-Tyr的方法主要有分光光度法、离子交换色谱法、高效液相色谱法、液相色谱-质谱联用、毛细管电泳、荧光光谱法等。但是这些方法因仪器设备笨重，价格昂贵，操作繁琐，而电化学传感器检测L-Tyr具有操作简单、成本低廉、选择性好、灵敏度高等优点，因此引起了研究者们的广泛关注，其中包括通过电化学检测含氮小分子的研究，特别是结合纳米材料检测酪氨酸的电化学传感器。例如，Karimi-Maleh等制备了氧化镍/碳纳米管/2-(3,4-二羟基苯乙基)异二氢吲哚-1,3-二酮修饰的碳糊电极，可同时检测甲巯丙脯酸、对乙酰氨基酚、酪氨酸和氢氯噻嗪，其中酪氨酸的检测下限为1.0μM。Shumyantseva等采用碳纳米管或碳纳米管/二氧化钛纳米复合材料修饰丝网印刷电极(SPE/CNT or SPE/CNT/TiO₂)，该电极对L-酪氨酸的检测具有很好的电催化性。Wang等通过使用壳聚糖(CS)作为固定剂，构建了用(GO)-ε-MnO₂微球修饰活化玻碳电极的电化学传感器，用于灵敏检测牛奶和干血斑样品中的酪氨酸，检测下限为8.3nM。因此，在生命科学领域有必要研发一种简便、快速、高灵敏检测L-Tyr的方法。

在电化学传感界面构建中，多壁碳纳米管具有高达100nm的可变直径、杂乱的卷曲分布、较差的溶解性。经酸化后的碳纳米管表面引入了大量的羧基、羟基官能团，增加了更多的反应活性位点，从而改善碳纳米管的分散性和溶解性能。而壳聚糖是一种无毒的多糖，具有生物相容性、生物降解性、成膜性和溶解性。值得注意的是，硫化铜(CuS)纳米材料是一种性质优越的半导体材料，广泛应用于光催化及光电转化领域，如太阳能电池和锂电池。目前，国内外学者已开发多种不同的合成方法，制备出了尺寸不同、形貌各异的CuS纳米材料，如纳米线、纳米花、纳米棱柱、介孔纳米球和空心纳米球等。近期，已经发现CuS具有类金属导电性的性质，这在电化学传感器中具有潜在的应用价值。其中，通过自组装，Wu等开发了一种CuS溶胶-凝胶薄膜修饰电容免疫传感器，用于直接检测人体的IgA。Zhang等制备了检测亚硝酸的CuS-MWCNT纳米复合材料传感器，该传感器具有很好的再现性和抗干扰能力。Qin等运用CuS纳米管制备了检测葡萄糖的非酶传感器，实验结果表明该电极具有很高的电导率和电催化性能。迄今为止，基于CuS纳米片(CuS NS)复合膜的电化学传感器用于L-Tyr的检测尚无报道。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种基于复合膜修饰电极的L-酪氨酸检测方法及传感器。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：