本發(fā)明涉及谷胱甘肽檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種基于氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾的電化學(xué)傳感利用循環(huán)伏安法檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法。

背景技術(shù)：

谷胱甘肽是含γ-酰胺鍵和巰基的三肽，由谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸組成，廣泛存在于動(dòng)植物中，在生物體的生理活動(dòng)中起重要的作用。谷胱甘肽有還原型和氧化型兩種形式，在機(jī)體中大量存在并起主要作用的是還原型谷胱甘肽。通常所說(shuō)的谷胱甘肽指的是還原型谷胱甘肽。谷胱甘肽分子式為C₁₀H₁₇N₃O₆S，是無(wú)色、透明、細(xì)長(zhǎng)的晶體，熔點(diǎn)為189～193℃。谷胱甘肽結(jié)構(gòu)中半胱氨酸側(cè)鏈基團(tuán)上連有一個(gè)活潑巰基，它是谷胱甘肽許多重要生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，能保護(hù)體內(nèi)重要酶蛋白巰基不被氧化、滅活，有利于酶活性的發(fā)揮。通過(guò)巰基與體內(nèi)的自由基結(jié)合，可直接使自由基還原為容易代謝的酸類物質(zhì)，加速自由基的排泄，從而減輕自由基對(duì)重要臟器的損害。此外，谷胱甘肽所含的γ谷氨酰胺鍵能維持分子的穩(wěn)定性并參與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸；谷胱甘肽中的甘氨酸和半胱氨酸殘基還可參與膽酸的代謝。

目前測(cè)定谷胱甘肽含量的方法有多種，如酶循環(huán)法、比色法、熒光光度法、流式細(xì)胞儀法、滴定法、高效毛細(xì)管電泳法和近些年發(fā)展的高壓液相色譜法等，這些方法各有其優(yōu)點(diǎn)，但也都有不足，目前還沒(méi)有一種既快速、穩(wěn)定、特異、又十分靈敏、經(jīng)濟(jì)的測(cè)定方法，谷胱甘肽的測(cè)定方法有待進(jìn)一步的發(fā)展和完善。

石墨烯量子點(diǎn)，作為一種新型的量子點(diǎn)，除了具有石墨烯優(yōu)異的性能之外，還因其明顯的量子限域效應(yīng)和尺寸效應(yīng)，展現(xiàn)出了一些新穎的特點(diǎn)。比如優(yōu)良的熒光性能、良好的生物相容性、低細(xì)胞毒性、化學(xué)惰性等特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，所有這些優(yōu)良性質(zhì)使得石墨烯量子點(diǎn)有望在生物成像、藥物運(yùn)輸、金屬離子或生物探針、光電器件、儲(chǔ)能器件和光催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾電極檢測(cè)谷胱甘肽的方法，具有操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速、靈敏度高，能進(jìn)行混合樣品溶液中谷胱甘肽的高靈敏識(shí)別。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，使用三電極體系通過(guò)循環(huán)伏安法對(duì)待測(cè)溶液中的谷胱甘肽進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)谷胱甘肽的線性方程得到待測(cè)溶液中谷胱甘肽的濃度，三電極體系中的工作電極經(jīng)氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾處理，所述工作電極為玻碳電極。

優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾處理具體操作如下：將工作電極浸入含有2mg/mL氨基化石墨烯量子點(diǎn)溶液中，利用循環(huán)伏安法掃描后取出，置于紅外線干燥箱中烘干，

其中，掃描參數(shù)為：初始電位0V、最高電位1V、最低點(diǎn)位0V、最終電位0V、掃描速率0.1V/s、掃描次數(shù)100次、靈敏度10^-4A/V、等待時(shí)間為2s。

優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，還包括以下步驟：

步驟一、配制含有鄰苯二酚的不同濃度谷胱甘肽的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以PBS緩沖溶液為溶劑，其中PBS緩沖溶液的pH為7.4，濃度為0.1mol/L，以100μM鄰苯二酚為指示劑，谷胱甘肽的濃度依次為1.0×10^-6mol/L、1×10^-5mol/L、2×10^-5mol/L、5×10^-5mol/L、1×10^-4mol/L、1.3×10^-4mol/L；

步驟二、采用參比電極、輔助電極、已修飾后的工作電極搭建三電極體系，利用循環(huán)伏安法對(duì)步驟一中配制的每份標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行檢測(cè)，得到每份標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線，并分別記錄每份標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線中電流強(qiáng)度的峰值；

步驟三、以步驟二中得到的每份標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線對(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)度的峰值與谷胱甘肽濃度為0μmol/L時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度的峰值的差值作為縱坐標(biāo)，以每份標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算線性方程；

步驟四、利用循環(huán)伏安法對(duì)含有未知濃度谷胱甘肽的待測(cè)溶液進(jìn)行檢測(cè)，得到待測(cè)溶液的循環(huán)伏安曲線，將待測(cè)溶液的循環(huán)伏安曲線對(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)度的峰值與谷胱甘肽濃度為0mol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度的峰值的差值代入步驟三中得到的線性方程中，計(jì)算得到待測(cè)溶液中谷胱甘肽的濃度。

優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，三電極體系中的參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電極為鉑電極。

優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，所述步驟二中利用循環(huán)伏安法檢測(cè)的掃描條件為：初始電位-0.4V，終止電位0.8V，掃描速率0.05V/s，電位增幅0.001V，等待時(shí)間2s，靈敏度10^-4A/V。

優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，工作電極經(jīng)氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾處理前先經(jīng)過(guò)預(yù)處理：將工作電極在拋光布上依次用粒度為1.0μm、0.3μm和0.05μm的拋光粉打磨，然后用超純水清洗。

優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，工作電極經(jīng)預(yù)處理之后先浸入以磁化水配制含有10mM氧氯化鋯和0.3M氯化鉀的電解液中，電沉積一層納米氧化鋯層，再經(jīng)氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾處理，最后取10μL分散液滴涂在電沉積有納米氧化鋯層的工作電極上，烘干后將7μL的0.03wt％Nafion滴涂在電極表面，晾干后備用，所述分散液為氣相白炭黑與酵母葡聚糖、蜂膠粉、體積分?jǐn)?shù)為20％的乙酸按質(zhì)量比為15:1:1:500混合后經(jīng)超聲分散制得，所述蜂膠粉為蜂膠粉碎過(guò)200目篩得到。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1)本發(fā)明提供的氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾電極電子傳遞速率快，穩(wěn)定性好，制備簡(jiǎn)單，操作方便，以鄰苯二酚為指示劑，檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單方便，靈敏度高、檢測(cè)限低，可實(shí)現(xiàn)待測(cè)樣品中谷胱甘肽的快速檢測(cè)；

2)納米二氧化鋯有良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性、高溫導(dǎo)電性，納米氧化鋯層表面活性位點(diǎn)多，導(dǎo)電能力強(qiáng)，可放大電信號(hào)，能增強(qiáng)檢測(cè)過(guò)程中氨基化石墨烯量子點(diǎn)層的導(dǎo)電率；氣相白炭黑、蜂膠粉、酵母葡聚糖制得的分散液，可以增大工作電極的比表面積，不僅可富集谷胱甘肽而且加快電子傳遞速率，提高谷胱甘肽的檢測(cè)靈敏度；

本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單，條件易控制，具有良好的靈敏度、便捷性，工作電極便于生產(chǎn)，且在谷胱甘肽的檢測(cè)中，具有良好的應(yīng)用前景，具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、方法簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1中不同濃度的谷胱甘肽標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線圖；

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1中谷胱甘肽的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。

需要說(shuō)明的是，下述實(shí)施方案中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。

實(shí)施例1：

一種檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，使用三電極體系通過(guò)循環(huán)伏安法對(duì)待測(cè)溶液中的谷胱甘肽進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)谷胱甘肽的線性方程得到待測(cè)溶液中谷胱甘肽的濃度，三電極體系中的工作電極經(jīng)氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾處理，所述工作電極為玻碳電極。

其中，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾處理具體操作如下：將工作電極浸入含有2mg/mL氨基化石墨烯量子點(diǎn)溶液中，利用循環(huán)伏安法掃描后取出，置于紅外線干燥箱中烘干，其中，掃描參數(shù)為：初始電位0V、最高電位1V、最低點(diǎn)位0V、最終電位0V、掃描速率0.1V/s、掃描次數(shù)100次、靈敏度10^-4A/V、等待時(shí)間為2s。這里的循環(huán)伏安法掃描是為了將氨基化石墨烯量子點(diǎn)電沉積到工作電極上。

其中，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，還包括以下步驟：

步驟一、配制含有鄰苯二酚的不同濃度谷胱甘肽的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以PBS緩沖溶液為溶劑，其中PBS緩沖溶液的pH為7.4，濃度為0.1mol/L，以100μM鄰苯二酚為指示劑，谷胱甘肽的濃度依次為1.0×10^-6mol/L、1×10^-5mol/L、2×10^-5mol/L、5×10^-5mol/L、1×10^-4mol/L、1.3×10^-4mol/L；

步驟二、采用參比電極、輔助電極、已修飾后的工作電極搭建三電極體系，利用循環(huán)伏安法對(duì)步驟一中配制的每份標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行檢測(cè)，得到每份標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線，并分別記錄每份標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線中電流強(qiáng)度的峰值；

步驟三、以步驟二中得到的每份標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線對(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)度的峰值與谷胱甘肽濃度為0μmol/L時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)溶液(即不含谷胱甘肽的緩沖溶液)的電流強(qiáng)度的峰值的差值作為縱坐標(biāo)，以每份標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算線性方程；

步驟四、利用循環(huán)伏安法對(duì)含有未知濃度谷胱甘肽的待測(cè)溶液進(jìn)行檢測(cè)，得到待測(cè)溶液的循環(huán)伏安曲線，將待測(cè)溶液的循環(huán)伏安曲線對(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)度的峰值與谷胱甘肽濃度為0mol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度的峰值的差值代入步驟三中得到的線性方程中，計(jì)算得到待測(cè)溶液中谷胱甘肽的濃度。

其中，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，三電極體系中的參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電極為鉑電極。

其中，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，所述步驟二中利用循環(huán)伏安法檢測(cè)的掃描條件為：初始電位-0.4V，終止電位0.8V，掃描速率0.05V/s，電位增幅0.001V，等待時(shí)間2s，靈敏度10^-4A/V。

其中，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，工作電極經(jīng)氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾處理前先經(jīng)過(guò)預(yù)處理：將工作電極在拋光布上依次用粒度為1.0μm、0.3μm和0.05μm的拋光粉打磨，然后用超純水清洗。

根據(jù)實(shí)施例1的方法得到圖1所示的不同濃度的谷胱甘肽標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線圖，其中，谷胱甘肽的濃度依次為1.0×10^-6mol/L、1×10^-5mol/L、2×10^-5mol/L、5×10^-5mol/L、1×10^-4mol/L、1.3×10^-4mol/L的谷胱甘肽標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)上述循環(huán)伏安法進(jìn)行測(cè)定依次得到循環(huán)伏安曲線a、b、c、d、e、f，可得知待測(cè)溶液對(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)度隨對(duì)谷胱甘肽的濃度的增加而增強(qiáng)，圖2為根據(jù)步驟三的方法得到的谷胱甘肽的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，Y軸為電流強(qiáng)度峰值的差值，單位為μA，X軸為谷胱甘肽的標(biāo)準(zhǔn)液濃度，單位為μM，電流強(qiáng)度與谷胱甘肽濃度有良好的線性關(guān)系，R²＝0.9932。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述的檢測(cè)溶液中谷胱甘肽濃度的方法，工作電極經(jīng)預(yù)處理之后先浸入以磁化水配制含有10mM氧氯化鋯和0.3M氯化鉀的電解液中，電沉積一層納米氧化鋯層，再經(jīng)氨基化石墨烯量子點(diǎn)修飾處理，最后取10μL分散液滴涂在電沉積有納米氧化鋯層的工作電極上，烘干后將7μL的0.03wt％Nafion滴涂在電極表面，晾干后備用，所述分散液為氣相白炭黑與酵母葡聚糖、蜂膠粉、體積分?jǐn)?shù)為20％的乙酸按質(zhì)量比為15:1:1:500混合后經(jīng)超聲分散制得，所述蜂膠粉為蜂膠粉碎過(guò)200目篩得到。

實(shí)施例2的方法測(cè)得電流強(qiáng)度與谷胱甘肽濃度有更佳的線性關(guān)系，R²＝0.9998。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)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。