一种基于纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法,属于分析检测技术领域。其包括如下步骤：步骤S1：纳米金颗粒的制备；步骤S2：研究AuNPs‑H

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法
本专利技术涉及一种基于纳米金催化能力的比色适体传感器检测铜离子，当前的适体传感器能成功的用于检测实际肝脏样品中的铜离子并且检测铜离子在肝脏样品中的回收率结果使人满意,属于分析检测领域。
技术介绍
重金属离子被认为是广泛分布在土壤和水中的常见环境污染物。过量的重金属离子会导致严重的环境问题，因为它们难以降解并且易于浓缩。铜是动物和人类必需的微量元素，在许多生理过程中起着重要作用。微量铜可以促进动物生长。然而，过量的铜离子(Cu2+)是动物极毒的重金属离子。当它在生物体内累积到一定量时，会引起损伤，身体抵抗，停滞甚至死亡的症状。即使在短时间暴露后，高水平的铜也会引起胃肠道紊乱，长期接触会影响肝脏或肾脏。通常，实际样品中含有微量甚至更低的铜离子。因此，实际样品中Cu2+的快速有效检测已成为公众安全和社会关注的重要问题。目前传统的铜离子检测分析技术有离子色谱法(IC)，电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)，原子吸收光谱法(AAS)，这些技术总是与样品预处理相结合，可以提供低检测限。然而，它们需要昂贵且笨重的仪器，耗时的样品预处理过程并且通常操作复杂。其他分析方法也已开发用于Cu2+检测，包括荧光，表面等离子共振，电化学和化学发光，原子光谱，免疫测定和比色法。在上文中，最广泛使用的用于Cu2+检测的比色法基于设计化学传感器，其利用特定的化学探针产生颜色变化从而达到检测目的。纳米粒子在开发比色传感器方面也获得了相当大的关注。然而，很少报道基于AuNPs的催化性质的分析策略，包括基于尿素和脲酶的比色法。最近，开发了一种基于尿素-尿素酶的比色传感器来检测脲酶抑制剂AHA。AHA是一种水基果酸。并且AHA可以抑制脲酶的活性，并导致信号的减少。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提出了一种基于纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法。一些重金属离子能够抑制脲酶活性，而不同浓度的铜离子对脲酶具有不同的抑制作用。基于这一原理，我们设计了一种比色传感器来定量检测铜离子。该传感器基于尿素和尿素酶之间的相互作用，并使用3,3'，5,5'-四甲基联苯胺(TMB)作为比色指示剂，其广泛用作比色测定的显色底物。AuNPs作为催化剂加速了H2O2对TMB的氧化反应，颜色由无色变为蓝色再变为黄色，便于肉眼观察。我们优化了检测条件。开发了一种新型的比色传感器高敏感和有选择性的检测Cu2+。在最佳条件下，我们获得良好的线性和低检测限。这种开发的比色传感器也成功用于检测肝脏样本中的铜离子。本专利技术的一种基于纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法，包括如下步骤：步骤S1：纳米金颗粒的制备；步骤S2：研究AuNPs-H2O2-TMB系统对pH值的影响；步骤S3：设计铜离子比色传感器；以及步骤S4：预处理猪肝样品。具体来说，本专利技术中纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法包括如下步骤：S1.纳米金颗粒的制备：通过柠檬酸钠还原氯金酸可以制备直径为13nm的金纳米颗粒。氯金酸溶液浓度为1mM，氯金酸和柠檬酸钠的摩尔比为5:19.4。通过这种方法制备的纳米金溶液浓度约为10nM。S2.研究AuNPs-H2O2-TMB系统对pH值的影响：实验步骤描述如下：将30μL30％H2O2，TMB(20μL，2mM)和AuNPs(20μL，6nM)加入到60μL不同pH的PB溶液中，将上述混合溶液在37℃孵育10分钟。最后，将H2SO4(20μL，20％(v/v))加入到上述混合溶液用于停止催化反应，并记录450nm处的吸光度(A450)。A450是TMB氧化的特征吸收峰。每个样品平行6次。S3.设计铜离子比色传感器：将尿素(10μL，40mM)和尿素酶(8μL，6U/mL)加入含有45μL磷酸盐缓冲液(PB)(10mM，pH＝6.2)和5μL不同浓度的Cu2+的试管中，将上述混合溶液在37℃中孵育30分钟。接下来，将30μL的30％H2O2,17μL的2mMTMB和20μL的6nMAuNPs加入到上述混合溶液中，在37℃度孵育10分钟。最后，将H2SO4(20μL，20％(v/v))加入到混合物中，并记录A450。每个样品平行6次。S4.预处理猪肝样品：在分析之前，用剪刀剪碎肝脏并储存在-20℃的冰箱中。用10mL乙腈和5gNaCl处理5±0.01g肝脏。将混合物涡旋5分钟，并将提取物以8000rpm离心5分钟。将1.5mL上清液转移到含有150mg无水MgSO4的离心管中，加入质量分数为5％的三氟乙酸以除去肝脏中的蛋白质。将混合物再涡旋1分钟，然后以8000rpm离心5分钟。使用真空旋转蒸发器将1毫升乙腈相在30℃下蒸发至干。之后，将残余物溶解在1mL丙酮中，并将溶液通过0.22μm尼龙过滤器过滤。然后，将Cu2+溶解在上述提取的溶液中并稀释。最后，通过稀释获得肝样品中不同浓度的Cu2+(2,3,4μM)并用于下一分析。本专利技术基于纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法，具有如下的技术效果：1、本专利技术纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法的制作方法简单易行。2、本专利技术纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的灵敏度和特异性高。3、本专利技术提供了一种纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法。该方法检测铜离子的线性检测范围为0.2至10μM，LOD为0.13μM。4、本专利技术将纳米金催化能力的比色法传感器用来检测肝脏中铜离子的残留。我们的传感器用于检测真实肝脏样本中的铜离子，回收率高(2.57-4.36％)，合理的相对标准偏差(<2％)，结果令人满意。5、本专利技术还提供了一种检测铜离子的新方法。附图说明图1为本专利技术中PB溶液的pH值优化图，插图为溶液pH和吸光度之间的关系。图2为本专利技术中基于AuNPs催化能力的比色传感器的检测原理图。图3为本专利技术中不同溶液的吸收光谱。(a)尿素+AuNPs+TMB+H2SO4，(b)尿素酶+AuNPs+TMB+H2SO4，(c)尿素+尿素酶+AuNPs+TMB+H2SO4，(d)尿素+尿素酶+Cu2++AuNPs+TMB+H2SO4。图4为本专利技术中尿素和尿素酶浓度的优化图。图5为本专利技术中不同浓度铜离子溶液的比色紫外可见吸收光谱。图6为本专利技术中水溶液中Cu2+传感器的灵敏度，插图：Cu2+的标准曲线和视觉颜色变化。图7为比色传感器对肝脏样品中各种可能的干扰物质的响应图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。在本专利技术的实施方式中，表1为本专利技术中Cu2+检测分析方法的比较。表2为本专利技术中肝脏样品的回收率和重复性检测。表1表2实施例1.A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：纳米金颗粒的制备；步骤S2：研究AuNPs-H

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米金催化能力的比色法传感器检测肝脏中铜离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：纳米金颗粒的制备；步骤S2：研究AuNPs-H2O2-TMB系统对pH值的影响；步骤S3：设计铜离子比色传感器；以及步骤S4：预处理猪肝样品。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1：纳米金颗粒的制备如下：通过柠檬酸钠还原氯金酸制备直径为13nm的金纳米颗粒。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，氯金酸溶液浓度为1mM，氯金酸和柠檬酸钠的摩尔比为5:19.4，通过这种方法制备的纳米金溶液浓度约为10nM。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤S2：研究AuNPs-H2O2-TMB系统对pH值的影响如下：将30μL30％H2O2，20μL，2mM的TMB和20μL，6nM的AuNPs加入到60μL不同pH的PB溶液中，将上述混合溶液在37℃孵育10分钟，最后，将20μL，20％H2SO4加入到上述混合溶液用于停止催化反应，并记录450nm处的吸光度A450，A450是TMB氧化的特征吸收峰，每个样品平行6次。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，选择6.2作为PB缓冲液的最佳pH。


6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤S3：设计铜离子比色传感器如下：将10μL，40mM的尿素和8μL，6U/mL的尿素酶加入含有45μL磷酸盐缓冲液和5μL不同浓度的Cu2...

【专利技术属性】
技术研发人员：来晓霞，张泽，张雪滢，相玉红，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11