一种基于UV-vis定量含硫氨基酸浓度的方法技术

本发明专利技术属于环境化学领域，涉及一种基于UV

【技术实现步骤摘要】
一种基于UV
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vis定量含硫氨基酸浓度的方法


[0001]本专利技术属于环境化学领域，提出了一种定量含硫氨基酸浓度的方法。本专利技术以半胱氨酸、甲硫氨酸、甲巯基丙脯氨酸、β巯基缬氨酸等氨基酸与过硫酸盐的反应特性为基础阐述了定量各种含硫氨基酸的计算方法，从而为检测硫醚氨基酸的含量提供了一种经济便捷的方法。

技术介绍

[0002]氨基酸与人类生活息息相关，它们不仅参与到合成蛋白质和形成碳水化合物、脂肪和能量以维持生命活动，同时也能转化为激素抗体等含氮物质起到生理调节作用。氨基酸的化学结构通式为R
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CH(NH2)COOH，其中R为可变基团。在构成蛋白质的22种氨基酸中，R结构为HSCH2‑
的半胱氨酸含有特殊基团——巯基(R
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SH)。巯基是一种非常活跃的官能团，其中硫原子的电子云容易受到外界的影响。从化学结构上看，硫原子的电子云与原子核的距离要大于氧原子，且硫原子的最外侧价电子层有一个不稳定的电子轨道，因而巯基的存在增加了半胱氨酸的重要性。而半胱氨酸也能在许多领域发挥关键作用。例如，炎症和感染与半胱氨酸有直接关系，因而半胱氨酸的水平可以反映病程进而指导治疗，同时半胱氨酸的浓度也能描述超氧化物歧化酶的活性和细胞氧化应激程度等；在环境中，半胱氨酸作为生物指示剂用于监测环境污染和生态系统的健康状况。在食品方面，半胱氨酸的定量还可用于监测食品安全，对于确定食物的质量和安全性有着至关重要的作用。
[0003]基于以上认识，定量检测巯基氨基酸的浓度对于多个领域都十分重要。由于半胱氨酸中的巯基具有给电子活性，因而电子转移的数目能成为定量半胱氨酸的依据。过硫酸氢钾(PMS)是一种强氧化剂能特异性地与含硫醚键、巯基等物质反应。PMS中的过氧键(O
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O)能够有效接收来自巯基的电子，在PMS远远过量的情况下将发生以下反应(方程1)，通过此化学方程式可得知PMS与半胱氨酸的化学计量关系为3∶1。假设PMS和半胱氨酸的初始剂量关系为4∶1，则剩余的PMS可以与KI
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NaHCO3反应并生成淡黄色且在352nm下有最大吸收峰的溶液。因而本专利技术使用PMS直接氧化半胱氨酸并检测PMS的剩余量从而得到半胱氨酸的浓度。
[0004][0005]同理，对于含硫氨基酸的甲硫氨酸而言，其与PMS的化学计量关系为1∶1(方程2)。因而过量剩余的PMS可以与KI
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NaHCO3反应并形成淡黄色且在352nm下有最大吸收峰的溶液。
[0006][0007]本专利技术为定量含硫氨基酸的浓度提供了多场景应用依据。所用到的化学试剂价格低廉，实验操作便捷且仅需紫外分光光度计作为检测仪器。本专利技术在此分别以甲硫氨酸和半胱氨酸为例，阐明定量检测巯基氨基酸及其衍生物的方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种简单便捷、价格低廉、可商业化的基于氧化法定量巯基氨基酸浓度的方法，为多方面应用中确定半胱氨酸的浓度及其转化过程提供依据。
[0009]本专利技术为解决现有技术中提出的技术问题提出的技术方案主要包括以下步骤：
[0010]1)PMS浓度的检测：PMS溶液与显色剂混合显色15min后得到的溶液呈淡黄色，随后在波长为352nm条件下使用UV
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Vis检测溶液的吸光度。其中显色剂为NaHCO3和KI的混合溶液。配制不同浓度PMS并检测对应的吸光度，从而得到PMS浓度与其吸光度的标准曲线。
[0011]2)PMS与氨基酸反应：过量且浓度已知的PMS在与巯基氨基酸混合后发生反应：
[0012][0013][0014]由于PMS与甲硫氨酸和半胱氨酸的化学计量关系为1∶1和1∶3，加入显色剂检测剩余PMS的浓度并对反应前后PMS浓度作差后得到对应的氨基酸浓度：
[0015]c[甲硫氨酸]＝c[PMS]反应前
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c[PMS]反应后
[0016][0017]有益效果：
[0018]本专利技术采用一种高效、廉价的方式确定量检测巯基氨基酸及其衍生物的浓度。以常见的半胱氨酸、甲硫氨酸等氨基酸为例，本专利技术通过巯基和硫醚键与PMS的反应特性阐述了定量含硫氨基酸的检测以及计算方法，为医学中研判病况、环境中监测污染和生态系统健康状况、食品中把握食品安全等方面着至关重要的作用。
附图说明
[0019]图1半胱氨酸浓度的检测及计算过程。
[0020]图2甲硫氨酸理论与实测的浓度关系。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施例和附图对本专利技术作进一步的说明。以下实例模拟包括半胱氨酸、甲硫氨酸、甲巯基丙脯氨酸和β巯基缬氨酸在内的各种含硫氨基酸定量检测过程。本专利技术的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本专利技术，并不对本专利技术作任何的限制。
[0022]实施例1
[0023]本实施例基于PMS法得到的半胱氨酸浓度和吸光度的标准曲线阐述本专利技术的使用方法，具体步骤如下：
[0024]1)显色剂的配制：将0.4g KI和0.02g NaHCO3溶于4mL超纯水后放置15min以得到一份显色剂。重复此步骤配制多份显色剂。
[0025]2)PMS浓度与吸光度：配制有效浓度为0
‑
100μmol L
‑1的PMS溶液，并分别将不同浓度PMS溶液(0.5mL)与显色剂混合显色15min后使用UV
‑
Vis检测其吸光度，并绘制关于PMS有效浓度和吸光度的标准曲线。
[0026]3)PMS和半胱氨酸反应：配制有效浓度为800μmol L
‑1含磷酸缓冲液(10mM，pH 7.0)的PMS溶液和浓度范围为80、120、160、200、240μmol L
‑1含磷酸缓冲液(10mM，pH 7.0)的半胱氨酸溶液。将PMS溶液和半胱氨酸1∶1混合30min后，取0.5mL混合液加入至显色剂中显色15min，并采用UV
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Vis检测其吸光度。
[0027]4)对反应前后PMS浓度作差后得到对应的半胱氨酸浓度：
[0028][0029]半胱氨酸浓度的检测及计算过程如图1所示。其中各步骤的实验结果如下表所示：
[0030][0031]实施例2
[0032]本实施例基于PMS与半胱氨酸的反应动力学阐述本专利技术的使用方法，具体步骤如下：
[0033]1)显色剂的配制：将0.4g KI和0.02g NaHCO3溶于4mL超纯水后放置15min以得到一份显色剂。重复此步骤配制多份显色剂。
[0034]2)PMS浓度与吸光度：配制有效浓度为0
‑
100μmol L
‑1的PMS溶液，并分别将不同浓度PMS溶液(0.5mL)与显色剂混合显色15min后使用UV
‑
Vis检测其吸光度，并绘制关于PMS有效浓度和吸光度的标准曲线。
[0035]3)PMS和半胱氨酸的反应动力学：配制有效浓度为800本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UV
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vis定量含硫氨基酸浓度的方法，主要包括以下步骤：步骤一：PMS浓度的检测：PMS溶液与显色剂混合显色15min后得到的溶液呈淡黄色，随后在波长为352nm条件下使用UV
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Vis检测溶液的吸光度。配制不同浓度PMS并检测对应的吸光度，从而得到PMS浓度与其吸光度的标准曲线。步骤二：PMS与氨基酸反应：浓度已知且过量的PMS在与巯基氨基酸混合后发生以下反应：应：由于PMS和甲硫氨酸和半胱氨酸的化学计量关系为1∶1和1∶3，加入显色剂检测剩余PMS的浓度并对反应前后PMS...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙佩哲，吴世康，徐舒悦，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：