用于L-半胱氨酸检测的传感器及检测方法技术

本发明专利技术涉及一种分析化学领域的化学传感器，具体涉及一种用于L‑半胱氨酸检测的传感器及检测方法。传感器包括煅烧后的钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液、染料溶液和过氧硫酸盐溶液，其中：染料溶液为亚甲基蓝溶液或罗丹明6G溶液。该传感器制备方便、价格便宜、纳米粒子表面不需要修饰。本发明专利技术还提供检测方法，利用L‑半胱氨酸对钙钛矿纳米粒子的类过氧化物酶活性的诱导屏蔽作用降低钙钛矿纳米粒子对染料脱色的活化性能，建立染料吸光度与L‑半胱氨酸浓度之间的线性关系，实现对L‑半胱氨酸的高灵敏检测，检测在常温下进行且不需要控制溶液的pH值，检测方便、快速，成本低，检测灵敏度高，检出线性范围宽，在56nM‑56μM。

Sensor and Detection Method for L-Cysteine Detection

The invention relates to a chemical sensor in the field of analytical chemistry, in particular to a sensor and a detection method for detecting L cysteine. The sensor consists of suspension of calcined perovskite oxide nano-powder, dye solution and Peroxysulfate solution, in which the dye solution is methylene blue solution or rhodamine 6G solution. The sensor is easy to fabricate, inexpensive and does not need to be modified on the surface of nanoparticles. The invention also provides a detection method, which reduces the dye decolorization activation performance of perovskite nanoparticles by using the inducing shielding effect of L_cysteine on peroxidase activity of perovskite nanoparticles, establishes the linear relationship between dye absorbance and L_cysteine concentration, realizes high sensitivity detection of L_cysteine, and detects at room temperature without controlling dissolution. The pH value of the solution is convenient, fast, low cost, high sensitivity, wide linear range of detection, at 56nM 56um M.

【技术实现步骤摘要】
用于L-半胱氨酸检测的传感器及检测方法
本专利技术涉及一种分析化学领域的化学传感器，具体涉及一种用于L-半胱氨酸检测的传感器及检测方法。
技术介绍
传感器是一种针对某种或某类物质进行选择性识别和测量的集成化的分析装置，即可将测量对象的化学信息转变成分析信号的装置。具有选择性识别、响应速度快、灵敏、仪器和操作简单等优点。L-半胱氨酸是一种具有生理功能的氨基酸，是组成蛋白质的20多种氨基酸中唯一具有还原性基团巯基(-SH)的氨基酸，其含量及结构的畸变程度与许多疾病有关，如阿耳滋海默氏病、肝损伤、皮肤损伤以及牛皮癣等，因而，L-半胱氨酸在生物和药物样品中的定量研究引起了人们的广泛关注，在多种分析技术如高效液相色谱法、毛细电泳法、荧光光度法、紫外-可见吸收分光光度法以及电化学分析方法中，基于贵金属纳米颗粒的表面等离子体共振特性或纳米材料的过氧化物酶活性建立的L-半胱氨酸比色检测技术具有高灵敏性以及仪器相对简单的优点。中国专利CN105699462A公开一种用于一种定量检测L-半胱氨酸的方法，该专利利用葡萄糖/氧气生物燃料电池的自供电性，同时在Cu2+存在下抑制电池的开路电位，并在L-半胱氨酸与Cu2+形成Cu-S键，根据开路电位随L-半胱氨酸浓度的变化实现对待测样品中L-半胱氨酸的定量检测，定量测定L-半胱氨酸。该专利技术具有操作简单、灵敏度高、特异性好等优点，但该专利技术需要组装生物电池。中国专利CN105044057A公开了一种利用石墨烯量子点与纳米金检测L-半胱氨酸浓度的方法，该专利技术将石墨烯量子点作为探针，利用纳米金猝灭石墨烯量子点荧光，而L-半胱氨酸与纳米金结合使石墨烯量子点荧光恢复的特性，对L-半胱氨酸进行检测，检测过程简单方便、灵敏度高、检测限低1.5×10-8mol/L，可实现混合样品中L-半胱氨酸的快速灵敏检测。但该专利技术仍需使用贵金属金纳米粒子。中国专利CN103163076A公开了一种运用圆二光谱检测L-半胱氨酸浓度的方法。该专利技术与传统的仪器方法相比，在液体的环境下利用AuNPs和L-半胱氨酸反应形成金纳米粒子二聚体，二元组装体的形成可以放大L-半胱氨酸的手性，金纳米粒子二聚体在可见光区产生CD信号。通过圆二光谱测定液体环境中的CD信号强度来测定L-半胱氨酸含量。该专利技术只在液体环境中反应，不需要清洗的步骤，只需要一步反应，简化了反应的条件，提高了检测的灵敏度。但仍需要贵金属金与L-半胱氨酸反应。中国专利CN103163121A公开了一种L-半胱氨酸的检测方法，该专利通过L-半胱氨酸与硼砂及四氯苯醌在溶液进行反应的特点，通过分光光度计测定420nm处的吸光值测定L-半胱氨酸，操作简便、专属性高，但是没有看到检出限的值。中国专利CN103969253A公开了一种快速简单检测L-半胱氨酸的紫外比色方法。该方法基于L-半胱氨酸与1-氯-2,4-二硝基苯在沸水浴中快速生成黄色络合物，利用十六烷基三甲基溴化铵可加速该反应的速率。该专利技术在紫外检测仪下的检出限为0.5μM。具有操作简单方便、耗时短、快速特异、肉眼可视、灵敏经济等，但操作相对较麻烦。Lin等和Pan等分别于2015年和2017发表了依据L-半胱氨酸在含铂的复合纳米粒子表面的吸附作用，降低其表面的催化活性位使其催化过氧化氢的分解活性减弱，进而降低了使染料发生降解脱色反应的活性物种羟基自由基的浓度，因而染料不能脱色或者脱色速率降低的原理构建的L-半胱氨酸的比色分析方法，具体见Xiao-QingLinHao-HuaDeng,Gang-WeiWu,Hua-PingPeng,Ai-LinLiu,Xin-HuaLin,Xing-HuaXiadandWeiChen,Platinumnanoparticles/graphene-oxidehybridwithexcellentperoxidase-likeactivityanditsapplicationforcysteinedetection,Analyst,2015,140,5251–5256.N.Pan,L.Wang,L.Wu,C.Peng,Z.Xie,Colorimetricdeterminationofcysteinebyexploitingitsinhibitoryactionontheperoxidase-likeactivityofAu@Ptcore-shellnanohybrids,MicrochimActa(2017)184:65–72，该方法的主要问题是需要使用贵金属。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于L-半胱氨酸检测的传感器，制备方便、价格便宜、纳米粒子表面不需要修饰，检测灵敏度高；本专利技术还提供一种L-半胱氨酸检测的检测方法，检测方便、快速，成本低，操作方便，检测灵敏度高，检出线性范围宽。本专利技术所述的用于L-半胱氨酸检测的传感器，包括煅烧后的钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液、染料溶液和过氧硫酸盐溶液，其中：染料溶液为亚甲基蓝溶液或罗丹明6G溶液。其中：钙钛矿氧化物纳米粉体的组成为La1-xCaxFe1-yMyO3、La1-xSrxCo1-y-zFeyMzO3或Ba1-xSrxCo1-y-zFeyMzO3,其中M为Ag、Mn、Ru、Ce、Ni或Cu。钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液、染料溶液和过氧硫酸盐溶液的体积比为1:10-12:0.2；钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液浓度为0.5g/L，染料溶液浓度为20ppm，过氧硫酸盐溶液浓度为40-50mM。煅烧温度为650-950℃；煅烧后的钙钛矿氧化物纳米粉体的直径为0.1-10μm。过氧硫酸盐优选为过氧单磺酸钾(PMS)。本专利技术还提供一种采用该传感器进行L-半胱氨酸检测的方法，包括以下步骤：(1)绘制测定L-半胱氨酸含量的工作曲线：将煅烧后的钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液、L-半胱氨酸溶液、染料溶液、过氧硫酸盐溶液在常温下混合，离心得到混合溶液；L-半胱氨酸溶液采用不同浓度，分别配制得到不同的混合溶液；然后将所有混合溶液转移到96孔板内，分别测定不同混合溶液的吸光度，绘制吸光度与L-半胱氨酸浓度之间的关系曲线；当染料溶液为亚甲基蓝溶液时，测试吸光度的波长为664nm，当染料溶液为罗丹明6G溶液时，测试吸光度的波长为529nm；(2)L-半胱氨酸含量的测定：将待测样品配制成溶液，用该待测样品溶液替代步骤(1)中的L-半胱氨酸溶液，采用与步骤(1)相同的方法，测定待测混合溶液的吸光度，通过工作曲线确定待测样品中L-半胱氨酸的含量。其中：钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液、染料溶液、过氧硫酸盐溶液、L-半胱氨酸溶液的体积比为1:10-12:0.2:1；钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液浓度为0.5g/L，染料溶液浓度为20ppm，过氧硫酸盐溶液浓度为40-50mM，L-半胱氨酸溶液采用在0.01μM-400μM范围内的不同浓度。在常温下混合的混合时间为3-15min。离心条件为：以6000-10000rpm的转速离心0.5-5min。作为一种优选的技术方案，本专利技术所述的L-半胱氨酸检测的方法，包括以下步骤：(1)将煅烧后的钙钛矿氧化物纳米粉体配制成0.5g/L的悬浮液；(2)配制不同浓度的L-半胱氨酸溶液、亚甲基蓝溶液或罗丹明6G溶液、过氧硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于L‑半胱氨酸检测的传感器，其特征在于：包括煅烧后的钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液、染料溶液和过氧硫酸盐溶液，其中：染料溶液为亚甲基蓝溶液或罗丹明6G溶液。

【技术特征摘要】
1.一种用于L-半胱氨酸检测的传感器，其特征在于：包括煅烧后的钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液、染料溶液和过氧硫酸盐溶液，其中：染料溶液为亚甲基蓝溶液或罗丹明6G溶液。2.根据权利要求1所述的用于L-半胱氨酸检测的传感器，其特征在于：钙钛矿氧化物纳米粉体的组成为La1-xCaxFe1-yMyO3、La1-xSrxCo1-y-zFeyMzO3或Ba1-xSrxCo1-y-zFeyMzO3,其中M为Ag、Mn、Ru、Ce、Ni或Cu。3.根据权利要求1所述的用于L-半胱氨酸检测的传感器，其特征在于：钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液、染料溶液和过氧硫酸盐溶液的体积比为1:10-12:0.2；钙钛矿氧化物纳米粉体的悬浮液浓度为0.5g/L，染料溶液浓度为20ppm，过氧硫酸盐溶液浓度为40-50mM。4.根据权利要求1所述的用于L-半胱氨酸检测的传感器，其特征在于：煅烧温度为650-950℃；煅烧后的钙钛矿氧化物纳米粉体的直径为0.1-10μm。5.根据权利要求1所述的用于L-半胱氨酸检测的传感器，其特征在于：过氧硫酸盐为过氧单磺酸钾。6.一种采用权利要求1-5任一所述的传感器进行L-半胱氨酸检测的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)绘制测定L-半胱氨酸含量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭小耀，刘利红，王少彬，朱中华，刘少敏，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12