專利名稱：一種利用電化學技術快速鑒別半胱氨酸和胱氨酸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鑒別半胱氨酸和胱氨酸的方法，尤其涉及一種利用電化學技術快速 鑒別半胱氨酸和胱氨酸的新方法，屬于環(huán)境與化學技術領域。
背景技術：
半胱氨酸是生物體內最為簡單的含硫化合物，在疾病預防和調控方面具有重要的作 用。作為主要的抗氧化劑，半胱氨酸能有效地清除代謝過程中產(chǎn)生的過量氧化活性物質， 避免了其他功能性生物分子的氧化損傷，而自身氧化成胱氨酸。正常生理條件下機體的 半胱氨酸/胱氨酸含量均能夠維持在一定水平，但是疾病和衰老過程促進了半光氨酸的 消耗和胱氨酸的累積，引起兩者的含量發(fā)生變化。因此，通過測定半胱氨酸/胱氨酸量 的變化可以用來衡量細胞乃至機體的健康狀態(tài)，還可廣泛地用于評價機體的衰老、疾病 診斷和損傷機理的研究中。
目前已有包括毛細管電泳、離子交換色譜、氣相色譜、液相色譜和質譜在內的多種 技術用于半胱氨酸/胱氨酸的鑒別。這些技術普遍采用紫外可見光、熒光或化學發(fā)光檢 測器。由于半胱氨酸/胱氨酸光譜信號較弱，難以氣化，保留時間較短，必須采用相應 的衍生化技術以提高靈敏度和選擇性。但衍生化過程導致檢測過程變得繁瑣，同時帶來 大量新的環(huán)境污染物。同時上述鑒別技術所需儀器購置和維護費用均較為昂貴，不利于 實現(xiàn)批量式、快速測定。如何實現(xiàn)快速、低成本地檢測半胱氨酸/胱氨酸，已成為當前 研究工作的重點。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的問題是提供一種利用電化學技術快速地鑒 別半胱氨酸和胱氨酸的新方法。該方法操作簡單便捷、經(jīng)濟適用、清潔且無二次污染、 可多次連續(xù)測定。
本發(fā)明的技術方案是采用三電極體系在磷酸鹽介質中，以合適參數(shù)的循環(huán)伏安技 術掃描半胱氨酸和胱氨酸溶液，通過比較循環(huán)伏安曲線的差異實現(xiàn)上述化合物的快速鑒 別。
本發(fā)明利用電化學技術快速鑒別半胱氨酸和胱氨酸方法的具體步驟是采用三電極
體系，在濃度為0. 01 0. 2mol/L、pH 4. 5 8. 5的磷酸鹽介質條件下，以掃描電位為-2V 2V、掃描速率10-500mV/min、掃描間隔0. 02 ls、響應時間0. 05 2s的參數(shù)條件，循 環(huán)伏安掃描半胱氨酸和胱氨酸溶液，通過比較循環(huán)伏安曲線的差異實現(xiàn)對半胱氨酸和胱 氨酸的鑒別。
其中上述三電極體系是以多晶金盤電極(CHI101)為工作電極，以飽和甘汞電極為 參比電極，以鉬絲電極為對電極。所述工作電極應用前依次用金相砂紙、lum、 0.3um 或0.05um八1203粉拋光至鏡面，用Piranha溶液浸泡10 min并用無水乙醇超聲清洗后 使用。
上述的方法中所述磷酸鹽電解質濃度優(yōu)選0. 1 0. 2mol/L、pH范圍優(yōu)選5. 5 7. 5。 上述的方法中循環(huán)伏安掃描電位優(yōu)選設為-2V 2V。掃描模式負掃。掃描速率 優(yōu)選100-300mV/min，掃描間隔優(yōu)選0. 04 0. 07s，響應時間優(yōu)選0. 1 ls。上述的方法中樣品檢測前最好真空除氧5 20min，測定時溫度優(yōu)選25± 1°C 。 本發(fā)明方法的突出特點是-
1. 該方法所需電化學儀器價格較為低廉，維護便捷，所用工作電極等耗材使用壽 命較長，且可以連續(xù)用于測定，磷酸鹽、氧化鋁、乙醇等試劑綠色環(huán)保。
2. 該方法較傳統(tǒng)技術無需衍生化過程工藝較簡單，工藝參數(shù)易于實現(xiàn)自動控制。
3. 電化學循環(huán)伏安技術涉及電子轉移以及相應的氧化還原過程，與機體內半胱氨 酸、胱氨酸氧化還原的電子得失過程相似。該技術不僅可以模擬生物分子氧化，而且可 以根據(jù)循環(huán)伏安譜圖的特征鑒別化合物，這也是該方法的理論技術依據(jù)。
4. 半胱氨酸/胱氨酸具有較強的電化學活性，在電極上具有明顯的電化學信號，且 兩者的電化學活性存在明顯差異，利于其快速鑒別。
圖l胱氨酸和半胱氨酸循環(huán)伏安圖；其中a示胱氨酸，b示半胱氨酸。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步闡明本發(fā)明的突出特點和顯著進步，但僅在于說明本發(fā)明而 決不限制本發(fā)明。
實施例1
以等濃度磷酸和磷酸氫二鈉按不同比例混合制得濃度為0.01 0.2mol/L的磷酸鹽 電解質，通過酸度計調節(jié)其pH值到4. 5 8. 5之間。
優(yōu)選磷酸鹽電解質濃度為0. 1 0. 2mol/L、 pH范圍是5. 5 7. 5。
三電極體系選用多晶金盤電極(CHI101)作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電 極，鉑絲電極作為對電極。所述工作電極應用前依次用金相砂紙、lum、 0. 3um或0. 05um Al203粉拋光至鏡面，用Piranha溶液浸泡10 min并用無水乙醇超聲清洗后使用。
取含半胱氨酸和胱氨酸的待測樣品溶于上述磷酸鹽電解質中，制得含2mmol/L的待 測樣品溶液，真空除氧后，以掃描電位為2V 2V、掃描速率10-500mV/min、掃描間隔 0.02 ls、響應時間0.05 2s的參數(shù)條件循環(huán)伏安掃描含半胱氨酸和胱氨酸的待測樣 品溶液，通過比較循環(huán)伏安曲線的差異實現(xiàn)對半胱氨酸和胱氨酸的鑒別。
實施例2
以等濃度磷酸和磷酸氫二鈉按比例混合制得濃度為0. lmol/L的磷酸鹽電解質，通 過酸度計調節(jié)其pH值到6. 25。
三電極體系選用多晶金盤電極(CHI101)作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電 極，鉑絲電極作為對電極。所述工作電極應用前依次用金相砂紙、lum、 0. 3um或0. 05um A1A粉拋光至鏡面，用Piranha溶液浸泡10 miri并用無水乙醇超聲清洗后使用。
取分析純的半胱氨酸和胱氨酸溶于O. lmol/L的磷酸鹽電解質(pH=6.25)中，制得 含2mmol/L的待測樣品溶液，真空除氧10min后，于25。C，以掃描電位-2V 2V，掃描 模式負掃，掃描速率100mV/min，掃描間隔0.05s，響應時間0.2s的參數(shù)條件循 環(huán)伏安掃描含半胱氨酸和胱氨酸的待測樣品溶液，循環(huán)伏安結果見圖l (由于樣品氧化 還原峰電位均位于正電位區(qū)間，為較好說明鑒定結果，'僅截取0-1. 2V的圖像進行說明)。 由圖l可以看出，胱氨酸僅在0.84V出現(xiàn)單一的特征氧化峰，半胱氨酸分別在0. 65V、 0.85V附近存在兩個特征氧化峰。通過氧化峰位置和氧化峰數(shù)量可以實現(xiàn)對胱氨酸和半 胱氨酸的鑒別。
權利要求
1. 一種利用電化學技術快速鑒別半胱氨酸和胱氨酸的方法，是采用三電極體系，在濃度為0.01～0.2mol/L、pH4.5～8.5的磷酸鹽介質條件下，以掃描電位為-2V～2V、掃描速率10-500mV/min、掃描間隔0.02～1s、響應時間0.05～2s的參數(shù)條件，循環(huán)伏安掃描半胱氨酸和胱氨酸溶液，通過比較循環(huán)伏安曲線的差異實現(xiàn)對半胱氨酸和胱氨酸的鑒別。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是所述三電極體系是以多晶金盤電極為工 作電極，以飽和甘汞電極為參比電極，以鉑絲電極為對電極。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征是所述工作電極應用前依次用金相砂紙、 l咖、0. 3um或0. 05, Al203粉拋光至鏡面，用Piranha溶液浸泡10 min并用無水乙醇 超聲清洗后使用。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是所述磷酸鹽電解質濃度為0. 1 0. 2mol/L、 pH范圍是5. 5 7. 5。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是循環(huán)伏安掃描電位設為-2V 2V，掃描模 式負掃，掃描速率100-300mV/min，掃描間隔0. 04 0. 07s，響應時間0. 1 ls。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是樣品檢測前需真空除氧5 20min，測定時溫度選25士rc。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用電化學技術快速鑒別半胱氨酸和胱氨酸的新方法。該方法采用多晶金盤電極為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲電極為對電極的三電極體系，在磷酸鹽介質條件下，循環(huán)伏安掃描半胱氨酸和胱氨酸溶液而實現(xiàn)上述化合物的快速鑒別。本發(fā)明提供的方法具有操作簡單便捷、經(jīng)濟適用、清潔無二次污染、可多次連續(xù)測定等優(yōu)點。
文檔編號G01N27/48GK101509892SQ20091001994
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權日2009年3月20日
發(fā)明者劉汝濤, 鳳 孫, 宗萬松 申請人:山東大學