本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種光致電化學(xué)傳感器及測定含硫氨基酸的方法。

背景技術(shù)：

氨基酸為有機(jī)分子，是含有氨基和羧基的一類有機(jī)化合物的通稱。是生物功能大分子蛋白質(zhì)的基本組成單位，是構(gòu)成動(dòng)物營養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)。是含有堿性氨基和酸性羧基的有機(jī)化合物。氨基酸在人體內(nèi)通過代謝發(fā)揮著重要作用。含硫氨基酸(蛋氨酸、半胱氨酸、胱氨酸)對人和動(dòng)物的生理功能具有重要的作用，其代謝反常往往是一些疾病的重要表征。因此，在臨床、營養(yǎng)、動(dòng)物科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域?qū)虬被岬臏?zhǔn)確測定有著重要的意義[霍湘,王安利,楊建梅.含硫氨基酸的抗氧化作用[j].生物學(xué)通報(bào),2006,41(4):3-4；grimblerf.theeffectsofsulfuraminoacidintakeonimmunefunctioninhumans[j].thejournalofnutrition,2006,136(6):1660-1665.]?，F(xiàn)有方法有高效液相色譜法[于淑新,馮思,孫遠(yuǎn)社,等.高效液相色譜-柱前衍生化法測定飼料中的含硫氨基酸[j].色譜,2011,29(3):239-243.]等。然而，這些方法都具有靈敏度低，選擇性差，檢測時(shí)間長，費(fèi)力和昂貴，以及臨床應(yīng)用的可靠性差等缺點(diǎn)。因此，開發(fā)新型便捷的檢測方法是科研工作者的目標(biāo)之一。光致電化學(xué)是一種新型的方法，具有儀器簡單、操作方法、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明基于nanows2納米材料設(shè)計(jì)了一種光致電化學(xué)傳感器，建立了一種光致電化學(xué)傳感器及測定含硫氨基酸的方法。方法具有靈敏度高、選擇性好、操作簡單的特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種光致電化學(xué)傳感器及測定含硫氨基酸的方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案是：

一種光致電化學(xué)傳感器及測定含硫氨基酸的方法。其原理是在經(jīng)α-al2o3拋光粉拋光的金電極上，滴加nanows2納米材料，形成nanows2修飾金電極，得ws2/ge，即光致電化學(xué)傳感器；然后將ws2/ge插入到樣品溶液中檢測光致電化學(xué)信號(hào)；根據(jù)光致電化學(xué)信號(hào)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)對含硫氨基酸的高靈敏度檢測。

本發(fā)明是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的：一種光致電化學(xué)傳感器及測定含硫氨基酸的方法，其特征是包括以下步驟：

(1)光致電化學(xué)傳感器制備；

(2)光致電化學(xué)傳感器測定含硫氨基酸；

優(yōu)選的，所述的光致電化學(xué)傳感器制備包括以下步驟：

a.電極預(yù)處理：金電極經(jīng)α-al2o3拋光粉拋光后，用三次蒸餾水沖洗干凈，在乙醇、三次蒸餾水中分別超聲清洗3-5min，用高純氮?dú)獯蹈蓚溆谩?/p>

b.nanows2的預(yù)處理：nanows2通過超聲處理后再使用，其操作過程為，稱取10mgnanows2分散于0.1ml～10.0ml三次蒸餾水中，超聲1min～120min，得到均勻分散液，制備好的nanows2分散液放置在4℃冰箱中備用。

c.nanows2修飾電極的制備：取10μl～80μlnanows2分散液滴加在經(jīng)拋光處理后的金電極表面上，在室溫條件下自然干燥并過夜，即可得到nanows2修飾金電極，標(biāo)記為ws2/ge，制備好的nanows2修飾金電極放置在4℃冰箱中備用。

優(yōu)選的，所述的光致電化學(xué)傳感器測定含硫氨基酸包括以下步驟：

a.將ws2/ge插入到樣品溶液中；

b.開啟電化學(xué)工作站，5s～100s后打開led燈，每2s～20s開關(guān)一次led燈，偏壓設(shè)置為-0.2v到0.5v(vs-sce)，采用光致電化學(xué)方法作為檢測手段，根據(jù)光致電化學(xué)信號(hào)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)對含硫氨基酸的高靈敏度檢測。

附圖說明

圖1不同電極的光致電化學(xué)信號(hào)。a圖為光致電化學(xué)信號(hào)曲線圖；b圖為光致電化學(xué)信號(hào)柱狀圖。a,ge；b,ws2/ge。

圖2ws2/ge對含硫氨基酸的光致電化學(xué)響應(yīng)。a半胱氨酸；b胱氨酸；c蛋氨酸。

圖3含硫氨基酸濃度與光致電化學(xué)信號(hào)關(guān)系。a半胱氨酸；b胱氨酸；c蛋氨酸。

具體實(shí)施方式

下面的實(shí)例將進(jìn)一步說明本發(fā)明的操作方法，但不構(gòu)成對發(fā)明的進(jìn)一步限制。

實(shí)例1：一種光致電化學(xué)傳感器及測定蛋氨酸的方法

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

1.1.1儀器設(shè)備

將光源系統(tǒng)與電化學(xué)工作站chi-830d聯(lián)用(上海辰華儀器有限公司)作為光致電化學(xué)檢測系統(tǒng)；采用三電極系統(tǒng)進(jìn)行電化學(xué)測試，參比電極是232型飽和甘汞電極(sce)，輔助電極是213型鉑絲電極(上海雷磁儀器廠)，高速離心機(jī)(anke-tgl-16c飛翁牌，上海市安亭科學(xué)儀器廠)。

1.1.2試劑

nanows2購買于sigma；蛋氨酸(met)、賴氨酸(lys)、蘇氨酸(thr)、絲氨酸(ser)、精氨酸(arg)、亮氨酸(leu)、纈氨酸(val)、異亮氨酸(ile)、脯氨酸(pro)、苯丙氨酸(phe)、谷氨酸(glu)、丙氨酸(ala)、半胱氨酸(cys)、胱氨酸(cysteine)購買于上海生物工程有限公司；實(shí)驗(yàn)中所使用的試劑均為分析純，水為三次蒸餾水。

0.1mol/l磷酸鹽緩沖溶液(pbs)由0.2mol/l十二水合磷酸氫二鈉和0.2mol/l二水合磷酸二氫鈉按比例配制，其中含有0.1mol/l氯化鉀。

1.2光致電化學(xué)傳感器制備

a.金電極的預(yù)準(zhǔn)備：金電極(ge)經(jīng)粒徑為1.0μm、0.3μm、0.05μm的α-al2o3拋光粉拋光后，用三次蒸餾水沖洗干凈，經(jīng)乙醇，三次蒸餾水分別超聲清洗3-5min，高純氮?dú)獯蹈蓚溆谩?/p>

b.nanows2的預(yù)處理：nanows2通過超聲處理后再使用，其操作過程為，分別稱取10mgnanows2分散于4ml三次蒸餾水中，超聲20min，得到均勻分散液。制備好的nanows2分散液放置在4℃冰箱備用。

c.nanows2修飾金電極制備：取50.0μlnanows2分散液滴加在經(jīng)拋光處理的金電極表面上，在室溫條件下自然干燥并過夜，即可得到nanows2修飾金電極，標(biāo)記為ws2/ge。制備好的nanows2修飾金電極放置在4℃冰箱備用。

1.3光致電化學(xué)檢測

a.將ws2/ge插入50.0μl一系列濃度的蛋氨酸目標(biāo)物溶液中；

b.開啟電化學(xué)工作站，50s后打開led燈，每10s開關(guān)一次led燈，偏壓設(shè)置為-0.2v～0.5v(vs-sce)，采用光致電化學(xué)方法作為檢測手段，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物蛋氨酸的檢測。

實(shí)例2：一種光致電化學(xué)傳感器及測定半胱氨酸的方法

將目標(biāo)物的樣品溶液按實(shí)例1步驟1.3方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將ws2/ge插入含有不同濃度半胱氨酸的溶液中，采集光致電化學(xué)信號(hào)。實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物半胱氨酸的檢測。

實(shí)例3：一種光致電化學(xué)傳感器及測定胱氨酸的方法

將目標(biāo)物的樣品溶液按實(shí)例1步驟1.3方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將ws2/ge插入含有不同濃度胱氨酸的溶液中，采集光致電化學(xué)信號(hào)。實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物胱氨酸的檢測。

實(shí)例4：光致電化學(xué)檢測含硫氨基酸的選擇

以lys、thr、ser、arg、leu、val、ile、pro、phe、glu、ala為考察對象，考察這些物質(zhì)對方法的干擾情況。

將目標(biāo)物的樣品溶液按實(shí)例1步驟1.3方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將ws2/ge插入含有1μm蛋氨酸和100μm的lys的混合溶液中，采集光致電化學(xué)信號(hào)。

按上述方法將lys替換成thr、ser、arg、leu、val、ile、pro、phe、glu、ala采集光致電化學(xué)信號(hào)。比較不同光致電化學(xué)檢測檢測液中氨基酸的種類時(shí)光致電化學(xué)信號(hào)大小，結(jié)果顯示，表明100倍的lys、thr、ser、arg、leu、val、ile、pro、phe、glu、ala均不干擾蛋氨酸、半胱氨酸、胱氨酸的測定。

實(shí)例5：傳感器分析特性

對傳感器測定含硫氨基酸的條件：電位、ph、修飾材料的用量等進(jìn)行了優(yōu)化。選擇測定蛋氨酸電位為0.1v、ph為7.4、修飾材料的用量為40μl。

選擇測定半胱氨酸電位為0.2v、ph為7.4、修飾材料的用量為20μl。

選擇測定胱氨酸電位為0.1v、ph為6.8、修飾材料的用量為35μl。

在最優(yōu)的條件下得到了檢測目標(biāo)物的標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性范圍及線性方程分別為：

半胱氨酸，線性范圍為1.0×10^-14m到1.0×10^-6m，回歸方程為δi/μa＝0.0105log(c/m)+0.1087，其中相關(guān)系數(shù)r²＝0.9982，檢出限為2.7×10^-15m。

胱氨酸，線性范圍為1.0×10^-14m到1.0×10^-6m，回歸方程為δi/μa＝0.0115log(c/m)+0.1287，其中相關(guān)系數(shù)r²＝0.9956，檢出限為2.8×10^-15m。

蛋氨酸，線性范圍為1.0×10^-14m到1.0×10^-8m，回歸方程為δi/μa＝0.0158log(c/m)+0.1641，其中相關(guān)系數(shù)r²＝0.9921，檢出限為2.1×10^-15m。