[发明专利]一种基于聚合膜修饰电极的L-谷氨酸检测方法及传感器

说明书

本发明公开了一种基于聚合膜修饰电极的L‑谷氨酸（L‑Glu）检测方法及传感器，所述方法包括制备MWCNTs、制备PTrp/MWCNTs/GCE电极和L‑谷氨酸检测等步骤。结果表明，在乙酸‑乙酸钠缓冲溶液中，修饰电极的示差脉冲伏安响应峰电流与L‑Glu的浓度在5.000×10^‑8～1.500×10^‑5 mol/L范围内呈良好的线性关系，检测限为2.580×10^‑8 mol/L（S/N=3）。该电极具有高选择性，良好的重现性和稳定性。将该电极用于猪血清样品中L‑Glu的测定，与高效液相色谱方法的测定结果一致，且回收率达到94.8%～104.5%，表明该电极有望成为谷氨酸无酶检测的一个新手段，可应用于生命分析和动物营养领域。

技术领域

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

背景技术

L-谷氨酸(L-Glu)是生物体中20种常见的氨基酸之一，作为一种风味添加剂广泛存在于食品之中，在生命健康、临床医学、食品加工等领域具有非常重要的作用。L-谷氨酸是哺乳动物中重要的兴奋性神经递质，与某些行为模式如学习、记忆等有关，大脑中某个特定区域的L-谷氨酸浓度发生变化与阿尔茨海默氏症和帕金森症等疾病密切相关。而且，由于食物如蔬菜等中缺乏L-谷氨酸，L-谷氨酸通常被添加到饮食、食品和药物配方中，然而过量地食用L-谷氨酸会造成不良的反应如头痛和胃痛等。此外，作为化工原料，L-谷氨酸被用于生产3-氰基丙酸盐、琥珀腈等重要的生物试剂。因此，有必要建立一种简便、准确、快速、廉价的方法用于测定食品加工、药物、生物流体和临床分析中L-谷氨酸的含量。

常规不同的分析方法已经应用于L-谷氨酸的检测，例如高效液相色谱法、毛细管电泳法、荧光检测法、化学发光法。与这些方法相比，电化学方法具有准确性和灵敏度高、操作简单、可重复性强等优点，因而广泛应用于含氮小分子如L-谷氨酸的检测。

根据电子转移方式划分，L-谷氨酸电化学传感器可以分为两代。第一代传感器是应用范围最广泛的，通过测量消耗的O₂或者产生的H₂O₂实现检测。第二代传感器使用氧化还原介质将电化学反应中产生的电子转移到电极的表面实现检测。两代L-谷氨酸传感器相比较，第二代传感器虽然制备过程复杂并且灵敏度较低，但是具有更低的检测电位和更好的选择性。然而无论是第一代还是第二代传感器都涉及酶的使用，这增加了传感器的成本并且限制了传感器的使用条件。因此很多研究者集中于使用廉价的材料研发新一代无酶的传感器。Jamal等利用Ni优秀的电催化能力制备了Ni纳米线电极实现L-谷氨酸的无酶检测，检测限为68.0μmol/L。

除了纳米材料外，导电聚合物由于具有良好的稳定性、选择性和重现性而广泛应用于电催化领域。色氨酸是20种常见氨基酸的一种，可以通过电聚合法轻易地固定在电极表面形成聚色氨酸(Polytryptophan)，聚色氨酸通过氨基和羧基的组合形成多个色氨酸的叠加和游离羧基的伸展，在电化学应用中展现出卓越的性能。碳纳米管也是一类具有广泛应用的材料，其具有大的表面积、良好的导电性以及很强的稳定性可以促进反应物和电极之间的电子转移，提升电极的灵敏度。但迄今为止，基于聚色氨酸(PTrp)负载碳纳米管的L-谷氨酸无酶修饰电极尚未见报道。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种基于聚合膜修饰电极的L-谷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：

所述基于聚合膜修饰电极的L-谷氨酸检测方法包括如下步骤：