比色法在生物巯基化合物和重金属离子检测中的应用

发布时间：2020-03-31 21:20

【摘要】：生物巯基化合物主要包括半胱氨酸、谷胱甘肽和同型半胱氨酸,它们的含量与许多疾病相关,在病理诊断过程中起着重要的作用。而重金属离子作为污染物,广泛存在于水、土壤或者食物中,一旦含量超出正常范围,就会对人体造成危害。因此发展简单、可靠、选择性好、灵敏度高的生物巯基化合物和重金属离子的检测方法对人类健康、环境检测、食品安全以及临床诊断都具有重要的现实意义。本论文主要围绕发展简单、快速、高灵敏度的比色法,并研究这些方法在半胱氨酸、谷胱甘肽、同型半胱氨酸及银离子检测中的应用。要点如下:1.发展了一种基于I~--H_2O_2-TMB体系的比色法用于生物巯基化合物的检测。I~-在H_2O_2的存在下可以氧化TMB,得到溶液为蓝色的ox-TMB且在652 nm处有较强的紫外-可见吸收峰;加入生物巯基化合物后,I~-氧化TMB的过程被抑制,溶液颜色变浅,在652 nm处的紫外-可见吸收峰降低。在最佳条件下,该方法检测半胱氨酸、谷胱甘肽、同型半胱氨酸的检出限分别为0.1、0.5和5μM。通过生物巯基化合物加入前后溶液的变化可以进行定性分析,而紫外-可见吸收峰强度的变化可以完成定量测定。同时,该体系不受其他氨基酸的影响,所以我们的方法选择性较好,灵敏度较高。且与其他报道对比,我们的研究更为简单、省时、环保、无需制备复杂的材料和依赖昂贵的设备。最后,该方法为人血浆中生物巯基化合物的成功检测提供了一个极好的平台,展现了其在生物医学传感器方面的潜力,为生物巯基化合物的检测提供了新的思路。2.建立了一种基于半胱氨酸修饰的金纳米粒子来检测银离子的比色法。首先对可能影响检测效果的因素进行了优化,并在得到的最佳实验条件下,研究了当存在不同浓度的银离子时对Au NPs聚合程度的影响。向体系中引入半胱氨酸时,半胱氨酸和Au NPs由于生成Au-S键,使Au NPs发生聚集,溶液变为蓝色,且紫外-可见吸收峰在640 nm处出现;而引入银离子后,银离子和半胱氨酸之间有强的亲和力,使半胱氨酸从Au NPs表面脱离,Au NPs重新分散,溶液变回红色,且紫外-可见吸收峰回到520 nm处。通过银离子加入前后溶液的变化可以进行定性分析,两处峰强度比值的变化可以完成定量测定。基于以上现象,成功实现了对银离子的检测。我们所提出的方法不需要精密细致的仪器、反应时间快、成本低。此外,该方法选择性好,其他离子对体系都没有明显的干扰。本方法可以通过修饰各种特定的配体到Au NPs上,选择性的结合目标金属离子来检测其他金属离子,也为其他离子的检测提供了新的思路。
【图文】：

示意图,原理,示意图,巯基化合物

吉林师范大学硕士学位论文了银纳米粒子（AgNPs）的突出性能和比色法的简单性来检测 GSH 和 Cyste（图 1-1）。当存在 Cyste 时，会使 AgNPs 快速聚集，溶液变为红色；当存在 GSH 时，GSH 与 AgNPs相互作用，使黄色的 AgNPs 变为无色溶液，以此实现了对含巯基化合物的检测。该传感器展示了好的灵敏度，GSH 和 Cyste 的检出限分别为 1.80×10-8M 和 3.68×10-7M。与其他方法相比，本实验在简单快速的同时，不需要使用复杂的仪器且成本较低。此外，所提出的比色方法成功的应用于人造血清中 GSH 和 Cyste 的检测，为其在生物样品的测定中提供了平台[54]。鉴于以上现象，比色传感器被广泛应用于生物巯基化合物的检测中，对此我们将在下一部分详细介绍。

示意图,氧化石墨,铅离子,巯基

图 1-2 基于巯基改性的氧化石墨烯（GO-SH）检测钴、镍、铜、砷、镉和铅离子的示意.2.4 电化学分析法在电化学方法中，伏安法是最常使用的，部分原因是它可以探测所研究体系的伏安法包括循环伏安法、方波伏安法、差分脉冲伏安法、溶出伏安法和线性扫等。通常，伏安法测定是以三个电极（工作电极、对电极和参比电极）构成的置中的电压-电流参量的变化来进行分析的。如 Han 等人采用具有介孔结构的MnFe2O4纳米晶簇（MnFe2O4NC）通过方波阳极溶出伏安法对 Pb2+进行选择性分MnFe2O4NC 修饰的玻碳电极对 Pb2+有很好的选择性，不受 Cd2+、Hg2+、Cu2+和响，得到较低的检出限为 0.054 μM。此外，，通过电化学测试证明了该方法有好及潜在的实际应用性，说明本实验方法可以为电化学检测重金属离子领域提供感材料[60]。.2.5 比色法
【学位授予单位】：吉林师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.3;TB383.1

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