[发明专利]一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L-胱氨酸的检测方法及传感器

说明书

本发明公开了一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L‑胱氨酸的检测方法及传感器，将谷胱甘肽(GSH)修饰在栅极延长出来的金电极的金膜层表面上，作为场效应晶体管延伸出来的栅极，利用场效应晶体管原位信号放大作用实现对L‑胱氨酸的灵敏检测，其中，GSH阴离子膜通过静电作用吸附结合带正电荷的目标物L‑胱氨酸而产生膜电位的变化。所述传感器对L‑胱氨酸具有良好的超能斯特响应关系，线性范围为5.0×10supgt;‑6/supgt;—1.0×10supgt;‑4/supgt;mol/L，响应灵敏度达到86.76mV/‑pC(25℃)，检出限为4.0×10supgt;‑6/supgt;mol/L，可用于猪血清样品中L‑胱氨酸的快速灵敏检测，在健康养殖和生命科学等领域具有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于化学/生物传感技术领域，具体涉及一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L-胱氨酸的检测方法及传感器，即一种选择性膜电位型传感器，适用于健康养殖与生命科学方面的检测。

背景技术

氨基酸作为蛋白质的基本组成单位和新陈代谢过程的重要物质，对于氨基酸的分析检测在生物化学、生命科学的研究以及生产管理、产品开发、质量控制等方面都具有非常重要的意义。检测氨基酸的方法可分为以下几类：化学分析法、分光光度法、荧光分析法、液相色谱法、液相色谱-质谱联用法、以及电化学法等，其中，电化学分析法没有衍生反应，且操作简便、响应速度快、选择性好，具有广阔的应用前景。

场效应晶体管(Field-effect Transistor，FET)简称场效应管，它是一种半导体器件，可通过电场效应达到控制输出电流大小。它主要分为敏感膜与MOSFET两个部分，本发明主要利用其作为一种电位信号放大器件，并开发新型的栅极延长的金电极，作为传感器的基体器件。

L-胱氨酸(L-cystine)虽属于人体非必需氨基酸之一，但在人体内也起着非常重要的作用，如促进机体细胞氧化和还原机能、维持蛋白质构型等作用，而且在生化研究，以及制备生物培养基都含有胱氨酸，还可以作为添加剂加入到食品、药品、化妆品中以增加食物的营养、药物的疗效、增强机体和皮肤免疫功能等，故在食品、医药、化妆品等行业有普遍应用。目前，电位型电化学检测L-胱氨酸的方法还没有见报道。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L-胱氨酸的检测方法及传感器。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L-胱氨酸的检测方法包括如下步骤：

(1)在场效应晶体管的Si基底层(1)上植入p阱(2)和N型衬底(3)，采用热蒸发和磁控溅射技术在p阱(2)处构建源电极(4)和漏电极(5)，然后在被植入p阱(2)和N型衬底(3)并构建有源电极(4)和漏电极(5)的Si基底层(1)上构建二氧化硅层(6)，再采用热蒸发和磁控溅射技术在多晶硅栅极(7)的基底层上依次镀上铝铜合金层(8)、铬钯合金层(9)和金膜层(10)，最后在多晶硅栅极(7)的基底层和二氧化硅层(6)上构建氮化硅层(11)；将栅极部分延长0.1—500mm的距离，制得具有栅极金电极的延长栅场效应晶体管；

(2)制备谷胱甘肽的乙醇溶液，并将清洗后的延长栅场效应晶体管的栅极金电极浸泡于其中，于避光且干燥的环境下静置，然后洗净浸泡后的栅极金电极，制得谷胱甘肽膜(12)修饰的谷胱甘肽膜栅极金电极；