[发明专利]一种基于甲醛媒介作用选择性检测L-色氨酸的方法

说明书

本发明公开了一种基于甲醛媒介作用选择性检测L‑色氨酸(L‑Trp)的方法，所述方法包括制备硫化铜纳米片‑壳聚糖/酸化碳纳米管(CuS NS‑CS/F‑MWCNTs)复合材料、制备CuS NS‑CS/F‑MWCNTs/GCE复合膜修饰电极和L‑色氨酸检测等步骤。由于L‑色氨酸和L‑酪氨酸(L‑Tyr)的氧化峰重叠而难以分离，本发明建立了一种通过甲醛(HCHO)与L‑Trp的Pictet–Spengler反应，L‑Trp氧化峰电位转移到0.82V，而L‑Tyr氧化峰电位为0.63V，从而有效地避开L‑Tyr的干扰，实现对L‑Trp进行高选择性检测的方法。将硫化铜纳米片‑壳聚糖/酸化碳纳米管修饰玻碳电极(CuS NS‑CS/F‑MWCNTs/GCE)运用于甲醛媒介中检测L‑色氨酸，50倍浓度的其它氨基酸包括L‑酪氨酸等均不干扰，且稳定性好，检测下限达到4.6×10^‑8mol/L，在生命科学领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于化学/生物传感技术领域，具体涉及一种基于甲醛媒介作用选择性检测L-色氨酸的方法。

背景技术

L-色氨酸(L-Trp)是丙氨酸的衍生物，其β碳上具有吲哚取代基，它是蛋白质中的一种重要氨基酸，是人体建立和维持正态氮平衡所必需的营养物。它在人体内不能直接合成，需要通过食物或药物补充获得，所以广泛用于食品工业生产中。色氨酸也是神经递质5-羟色氨、褪黑素、烟酸和血清素的前体，是人体内不可缺少的氨基酸，色氨酸的代谢紊乱将会产生一些有毒物质，致使精神分裂，引起幻觉、妄想和阿尔茨海默病，特别是色氨酸发生强烈氧化反应后的产物可引起一些癌症。据报道色氨酸也是早期胃癌标志物，通过胃液中的色氨酸含量测定可以实现早期胃癌的诊断。此外，动物体内L-Trp含量过低，将会影响动物的生长发育。因此，建立一种快速准确检测L-色氨酸的方法在生命科学领域具有十分重要的意义。

目前，国内外检测L-Trp方法已有报道，主要有分光光度法、荧光光谱法、离子交换色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用、毛细管电泳等。但是这些方法仪器设备笨重、价格昂贵、操作繁琐，而电化学传感器检测L-Trp具有操作简单、成本低廉、选择性好、灵敏度高等优点，已引起研究者的广泛关注。其中，Naganathan等采用低温水热法成功制备了苔藓球状铈掺杂氧化锌和官能化多壁碳纳米管(Ce-ZnO/f-MWCNT)复合材料修饰玻碳电极，该电极对Trp的氧化表现出高的灵敏度，具有良好的线性响应关系。Haldorai等运用水热法制备了纳米花结构的还原氧化石墨烯(rGO)和二氧化锡(SnO₂)的纳米复合材料电极，该电极具有很好的导电性，不仅表现出快速转移电子的能力，还显示出对Trp具有很好的催化氧化能力。Hasanzadeh等制备了Fe₃O₄磁性纳米粒子/石墨烯量子点(Fe₃O₄ MNP-GQDs)复合膜修饰电极，可用于Trp的灵敏检测以及Trp动力学反应过程的研究，该传感器具有降低氧化电位和增强氧化电流的作用。

但是，由于L-色氨酸和L-酪氨酸(L-Tyr)的氧化峰重叠而难以分离，且这一问题在目前运用的非酶传感器检测L-色氨酸的研究上并没有得到很好的解决，尤其是能否有效避免L-酪氨酸的干扰和对L-色氨酸的高选择性检测。因此建立一种能够高选择性检测L-色氨酸的方法至关重要，也是目前生命科学领域氨基酸选择性检测研究的重要趋势。基于此，本发明提出了一种基于甲醛媒介作用选择性检测L-色氨酸的方法，通过HCHO与L-Trp的Pictet–Spengler反应，有效地避开L-酪氨酸的干扰，达到选择性检测L-Trp的目的。迄今，基于色氨酸与甲醛化学反应用于检测L-色氨酸的电化学传感方法尚未见报道。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种基于甲醛媒介作用高选择性检测L-色氨酸的方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述基于甲醛媒介作用高选择性检测L-色氨酸的方法包括如下步骤：