一種用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，包括：使用三聚氰胺分子修飾工作電極；合成三聚氰胺分子包裹的納米顆粒；通過瘦肉精分子與多個三聚氰胺分子間的氫鍵作用，將納米顆粒固定于電極表面；通過納米顆粒自身的電化學(xué)性質(zhì)、催化性質(zhì)或其他性質(zhì)，得到特定的電化學(xué)信號，從而確定瘦肉精分子的濃度。該方法簡單方便，且檢測靈敏度高，檢測成本低廉，有望進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種檢測待測溶液中瘦肉精含量的電化學(xué)檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瘦肉精是一類β2-受體激動劑，能選擇性興奮β2_腎上腺素受體，如萊克多巴胺、克羅特倫、沙丁胺醇等。這類分子可以松弛支氣管平滑肌，一直肥大細(xì)胞釋放組織胺等炎癥介質(zhì)。因此，在臨床上，可以將其用于支氣管哮喘等疾病的治療。但它們也有一定的毒副作用，可能引起心肌缺血或心律失常，骨骼肌振顫，返跳性支氣管痙攣等癥狀。
[0003]由于β2-受體激動劑可以促進(jìn)動物生長，導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成增加，顯著提高瘦肉率，因此被推廣至各國，作為動物生長促進(jìn)劑使用，俗稱“瘦肉精”，但由于它在動物體內(nèi)容易蓄積殘留，容易引發(fā)食品安全事故，因此在我國已經(jīng)禁止在動物養(yǎng)殖業(yè)中非法濫用克羅特倫等β2_受體激動劑。2002年，我國最高人民法院和最高人民檢察院發(fā)布公告(法釋[2002]26號)，明確“瘦肉精”非法生產(chǎn)、銷售與使用的量刑標(biāo)準(zhǔn)。然后，目前仍然有許多不法經(jīng)營者在使用瘦肉精。
[0004]對于瘦肉精的檢測方法，目前主要分儀器確認(rèn)方法和免疫分析方法兩大類。儀器確認(rèn)方法包括液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳法等。免疫分析方法主要是基于抗原-抗體的特異性結(jié)合，包括免疫層析法，電化學(xué)免疫傳感器等。這些方法都有不足之處，即它們依賴于大型儀器，依賴于昂貴的試劑，因此仍然需要開發(fā)方便靈敏低成本的檢測瘦肉精的新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡便、靈敏度高、成本低廉的基于三聚氰胺分子與瘦肉精分子特異性識別的電化學(xué)檢測方法。
[0006]本發(fā)明提供一種用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，包括以下步驟:
[0007]步驟I)分別將三聚氰胺分子修飾于多個工作電極表面；
[0008]步驟2)合成納米顆粒，并將三聚氰胺分子修飾于納米顆粒表面，隨后將納米顆粒配成濃度為I?50ηΜ的溶液待用；
[0009]步驟3)分別將每個修飾有三聚氰胺分子的工作電極浸入三個或三個以上已知濃度的瘦肉精標(biāo)準(zhǔn)液中，三聚氰胺分子與瘦肉精分子間形成多個氫鍵，從而將瘦肉精分子捕獲到工作電極表面；
[0010]步驟4)將步驟3)所得的每個捕獲有瘦肉精分子的工作電極分別浸入步驟2)所得的納米顆粒溶液中，納米顆粒表面的三聚氰胺分子與工作電極上的瘦肉精分子部分空余基團(tuán)形成氫鍵，從而將納米顆粒固定于工作電極表面；
[0011]步驟5)檢測每個固定有納米材料的工作電極的電化學(xué)響應(yīng)，確定瘦肉精標(biāo)準(zhǔn)液的濃度與電化學(xué)信號的關(guān)系，繪制瘦肉精濃度與電化學(xué)信號的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖；[0012]步驟6)將步驟I)得到的修飾有三聚氰胺分子的工作電極依次浸入待測溶液和步驟2)所得的納米顆粒溶液中，檢測工作電極的電化學(xué)響應(yīng)，并與標(biāo)準(zhǔn)曲線圖比較從而獲知待測溶液中瘦肉精的含量。
[0013]優(yōu)選的是，所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，所述工作電極為金電極或碳電極。
[0014]優(yōu)選的是，所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，所述步驟2)中納米顆粒為半導(dǎo)體量子點或金屬納米顆粒。
[0015]優(yōu)選的是，所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，所述金屬納米顆粒為金納米顆?；蜚y納米顆?；蜚f納米顆粒。
[0016]優(yōu)選的是，所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，所述步驟2)中納米顆粒的合成方法為水熱法或微波法。
[0017]優(yōu)選的是，所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，所述步驟2)中的納米顆粒在合成出之后、修飾有三聚氰胺分子之前進(jìn)行純化處理，純化方法為離心或透析。
[0018]優(yōu)選的是，所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，所述電化學(xué)響應(yīng)通過循環(huán)伏安法或差分脈沖伏安法或交流阻抗法或線性掃描伏安法測得。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:將三聚氰胺-瘦肉精分子識別體系與電化學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，用于瘦肉精分子的定量檢測，它不僅檢測靈敏度高、操作方便，還克服了對大型昂貴儀器的依賴，避免了抗原抗體等昂貴試劑的使用，極大地降低了檢測成本，有助于相關(guān)疾病的早期診斷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的電化學(xué)檢測方法的流程圖，其中，圖中下方長方條代表電極。
[0021]圖2為本發(fā)明采用循環(huán)伏安法所得檢測結(jié)果圖，其中，(a)三聚氰胺分子修飾電極直接浸泡納米顆粒溶液、(b)三聚氰胺分子修飾電極先浸泡InM克羅特倫溶液后浸泡納米顆粒溶液、(c)僅有三聚氰胺分子修飾電極的循環(huán)伏安圖。
[0022]圖3為本發(fā)明采用線性掃描伏安法檢測不同濃度的克羅特倫的線性掃描伏安圖。
[0023]圖4為本發(fā)明所測得的電化學(xué)信號與克羅特倫的濃度曲線圖。
[0024]圖5為本發(fā)明所測的不同物質(zhì)的電化學(xué)響應(yīng)值，其說明了該電化學(xué)檢測方法的抗干擾能力。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0026]請參見圖1，其表示了本發(fā)明的總流程，本發(fā)明提供一種用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，包括以下步驟:
[0027]步驟I)分別將三聚氰胺分子修飾于多個工作電極表面待用，工作電極優(yōu)選為金電極或碳電極；三聚氰胺分子可以與金自組裝，三聚氰胺的氨基可以與金、銀等金屬表面發(fā)生共價反應(yīng)；當(dāng)使用碳電極作為工作電極時，要先對碳電極表面進(jìn)行修飾，進(jìn)行活化處理，如可以先浸泡于濃酸中，表面羧基化，隨后與三聚氰胺中的氨基縮合；或者采用羧基化石墨烯物理吸附的方法來修飾碳電極。
[0028]步驟2)合成納米顆粒，并將三聚氰胺分子修飾于納米顆粒表面，隨后將納米顆粒配成溶液待用；納米顆粒優(yōu)選為半導(dǎo)體量子點或金屬納米顆粒，金屬納米顆粒優(yōu)選為金納米顆粒或銀納米顆?；蜚f納米顆粒。納米顆粒的合成方法優(yōu)選為水熱法或微波法。納米顆粒在合成出之后、修飾有三聚氰胺分子之前優(yōu)選進(jìn)行純化處理，純化方法為離心或透析，以保證納米顆粒的純度，提高檢測精度。三聚氰胺修飾到納米顆粒表面的原理同上所述，三聚氰胺可以與納米顆粒自組裝，三聚氰胺的氨基可以與半導(dǎo)體量子點或金屬納米顆粒上的金屬發(fā)生共價反應(yīng)。
[0029]步驟3)分別將步驟I)得到的每個修飾有三聚氰胺分子的工作電極浸入三個或三個以上已知濃度的瘦肉精標(biāo)準(zhǔn)液中，三聚氰胺分子會與瘦肉精分子間形成多個氫鍵，從而將瘦肉精分子捕獲到工作電極表面。
[0030]步驟4)將步驟3)所得的每個捕獲有瘦肉精分子的工作電極分別浸入步驟2)所得的納米顆粒溶液中，納米顆粒表面的三聚氰胺分子與工作電極上的瘦肉精分子部分空余基團(tuán)形成氫鍵，從而將納米顆粒固定于工作電極表面。
[0031]步驟5)檢測每個固定有納米材料的工作電極的電化學(xué)響應(yīng)，確定瘦肉精標(biāo)準(zhǔn)液的濃度與電化學(xué)信號的關(guān)系，繪制瘦肉精濃度與電化學(xué)信號的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖；當(dāng)納米顆粒固定在工作電極表面后，電極表面的電化學(xué)環(huán)境發(fā)生改變，從而使得電極的電化學(xué)響應(yīng)性能發(fā)生改變，而這一改變又和納米顆粒的含量，進(jìn)一步的說是和瘦肉精的含量呈正相關(guān)，本案正是利用這一點提出了瘦肉精檢測的新方法。電化學(xué)響應(yīng)可優(yōu)選通過循環(huán)伏安法、差分脈沖伏安法、交流阻抗法或線性掃描伏安法測得。電化學(xué)信號其實質(zhì)是反應(yīng)底物得失電子的過程，而納米顆粒在反應(yīng)底物得失電子的過程中可充當(dāng)催化劑的作用，例如，當(dāng)使用鉬納米顆粒時，鉬納米顆粒固定在電極表面，工作電極插入雙氧水溶液中，鉬納米顆粒就可以發(fā)揮催化劑的功能，把雙氧水分解為水和氧氣，這個過程中，電子得失的過程可以被工作電極捕獲到，從而產(chǎn)生電化學(xué)響應(yīng)。同樣的，當(dāng)使用銀納米顆粒時，電化學(xué)信號來自于銀納米顆粒的固態(tài)Ag/AgCl反應(yīng)過程。
[0032]步驟6)將步驟I)得到的修飾有三聚氰胺分子的工作電極依次浸入待測溶液和步驟2)所得的納米顆粒溶液中，檢測工作電極的電化學(xué)響應(yīng)，并與標(biāo)準(zhǔn)曲線圖比較從而獲知待測溶液中瘦肉精的含量。
[0033]實施例
[0034]本實施例中使用的電極為金電極，納米顆粒為銀納米顆粒，瘦肉精為克羅特倫。
[0035]1.1、三聚氰胺分子修飾工作電極的制備
[0036]a、打磨金電極,步驟包括砂紙研磨，不同顆粒大小的三氧化二招衆(zhòng)研磨，乙醇/水超聲，50%硝酸浸泡，0.5M硫酸電化學(xué)清洗等。
[0037]b、金電極浸泡入ImM三聚氰胺溶液中，反應(yīng)6小時，然后去離子水清洗電極。
[0038]1.2、銀納米顆粒制備
[0039]制備IOOmL濃度為0.25mM的硝酸銀、檸檬酸三鈉溶液，并與3mL濃度為IOmM硼氫化鈉溶液混合，劇烈攪拌30分鐘，然后靜置過夜，12000g離心30分鐘，去除雜質(zhì)，得到表面覆蓋有分散作用的檸檬酸三鈉的銀納米顆粒。然后與三聚氰胺混合，其濃度為0.1禮，反應(yīng)24小時，最后12000g離心30分鐘，去除雜質(zhì)。
[0040]1.3、制標(biāo)準(zhǔn)曲線
[0041]配制濃度分別為0、0.01,0.0464,0.215、1.0,4.64,21.5、IOOnM 的瘦肉精(克羅特
倫)標(biāo)準(zhǔn)液，將三聚氰胺分子修飾電極浸泡入瘦肉精標(biāo)準(zhǔn)液中，孵育30分鐘，將電極清洗干凈，隨后將電極浸泡入修飾后的銀納米顆粒中，反應(yīng)30分鐘并清洗干凈。上述電極作為工作電極，使用鉬絲電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，構(gòu)建三電極系統(tǒng)。利用線性掃描伏安法，測得信號，將多組數(shù)據(jù)制成電信號-濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。
[0042]1.4、檢測克羅特倫
[0043]將三聚氰胺分子修飾電極浸泡入待檢測溶液中，孵育30分鐘，清洗干凈，隨后浸泡入修飾后的銀納米顆粒中，反應(yīng)30分鐘并清洗干凈。上述電極作為工作電極，使用鉬絲電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，構(gòu)建三電極系統(tǒng)。利用線性掃描伏安法，測得信號，與標(biāo)準(zhǔn)曲線圖對比后得出克羅特倫的濃度。
[0044]圖譜表征結(jié)果說明:
[0045]圖2為本發(fā)明采用循環(huán)伏安法所得檢測結(jié)果圖，其中，(a)三聚氰胺分子修飾電極直接浸泡納米顆粒溶液、(b)三聚氰胺分子修飾電極先浸泡InM克羅特倫溶液后浸泡納米顆粒溶液、(c)僅有三聚氰胺分子修飾電極的循環(huán)伏安圖。由圖可知，只有在克羅特倫存在情況下，將銀納米顆粒固定于電極表面之后，線性掃描伏安圖中才會有明顯的電流峰(Ag/AgCl反應(yīng)過程)。
[0046]圖3為本發(fā)明采用線性掃描伏安法檢測不同濃度的克羅特倫的線性掃描伏安圖，圖中曲線從上至下依次代表0、0.01,0.0464,0.215,1.0,4.64,21.5、IOOnM的克羅特倫。由圖可知，克洛特倫濃度越大，固定在電極表面的銀納米顆粒越多，從而得到的峰電流值也越大。
[0047]圖4為本發(fā)明所測得的電化學(xué)信號與克羅特倫的濃度曲線圖。由圖可知，在一定的濃度范圍內(nèi)，峰電流值與克羅特倫濃度的對數(shù)值呈線性相關(guān)。
[0048]圖5為本發(fā)明所測的不同物質(zhì)的電化學(xué)響應(yīng)值，其說明了該電化學(xué)檢測方法的抗干擾能力。由圖可知，糖類、鹽、蛋白質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)對于瘦肉精分子的檢測不造成明顯干擾。
[0049]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)分別將三聚氰胺分子修飾于多個工作電極表面； 步驟2)合成納米顆粒，并將三聚氰胺分子修飾于納米顆粒表面，隨后將納米顆粒配成濃度為I~50nM的溶液待用； 步驟3)分別將每個修飾有三聚氰胺分子的工作電極浸入三個或三個以上已知濃度的瘦肉精標(biāo)準(zhǔn)液中，三聚氰胺分子與瘦肉精分子間形成多個氫鍵，從而將瘦肉精分子捕獲到工作電極表面； 步驟4)將步驟3)所得的每個捕獲有瘦肉精分子的工作電極分別浸入步驟2)所得的納米顆粒溶液中，納米顆粒表面的三聚氰胺分子與工作電極上的瘦肉精分子部分空余基團(tuán)形成氫鍵，從而將納米顆粒固定于工作電極表面； 步驟5)檢測每個固定有納米材料的工作電極的電化學(xué)響應(yīng)，確定瘦肉精標(biāo)準(zhǔn)液的濃度與電化學(xué)信號的關(guān)系，繪制瘦肉精濃度與電化學(xué)信號的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖； 步驟6)將步驟I)得到的修飾有三聚氰胺分子的工作電極依次浸入待測溶液和步驟2)所得的納米顆粒溶液中，檢測工作電極的電化學(xué)響應(yīng)，并與標(biāo)準(zhǔn)曲線圖比較從而獲知待測溶液中瘦肉精的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，其特征在于，所述工作電極為金電極或碳電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，其特征在于，所述步驟2)中納米顆粒為半導(dǎo)體量子點或金屬納米顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，其特征在于，所述金屬納米顆粒為金納米顆粒或銀納米顆?；蜚f納米顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，其特征在于，所述步驟2)中納米顆粒的合成方法為水熱法或微波法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，其特征在于，所述步驟2)中的納米顆粒在合成出之后、修飾有三聚氰胺分子之前進(jìn)行純化處理，純化方法為離心或透析。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測待測溶液中瘦肉精含量的方法，其特征在于，所述電化學(xué)響應(yīng)通過循環(huán)伏安法或差分脈沖伏安法或交流阻抗法或線性掃描伏安法測得。
【文檔編號】G01N27/26GK104020202SQ201410300939
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】繆鵬, 王弼陡, 韓坤, 孫海旋, 唐玉國 申請人:中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所