一種檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯酰胺在體內(nèi)和體外試驗(yàn)均表現(xiàn)有致突變作用，可引起哺乳動(dòng)物體細(xì)胞和生殖細(xì)胞的基因突變和染色體異常，如微核形成、姐妹染色單體交換、多倍體、非整倍體和其他有絲分裂異常等，顯性致死試驗(yàn)陽(yáng)性。并證明丙烯酰胺的代謝產(chǎn)物環(huán)氧丙酰胺是其主要致突變活性物質(zhì)。動(dòng)物試驗(yàn)研宄發(fā)現(xiàn)，丙烯酰胺可致大鼠多種器官腫瘤，包括乳腺、甲狀腺、睪丸、腎上腺、中樞神經(jīng)、口腔、子宮、腦下垂體等。國(guó)際癌癥研宄機(jī)構(gòu)(IARC) 1994年對(duì)其致癌性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，將丙烯酰胺列為2類(lèi)致癌物(2A)即人類(lèi)可能致癌物，其主要依據(jù)為丙烯酰胺在動(dòng)物和人體均可代謝轉(zhuǎn)化為其致癌活性代謝產(chǎn)物環(huán)氧丙酰胺。因此，丙烯酰胺的分析檢測(cè)顯得尤為重要。迄今為止，丙烯酰胺的檢測(cè)方法主要有高效液相色譜法、液相色譜耦合質(zhì)譜法、熒光光譜法等。但這些方法有前處理過(guò)程繁瑣、分析時(shí)間長(zhǎng)、儀器及藥品成本高等不足。因此，建立簡(jiǎn)單、快速且靈敏度高的丙烯酰胺檢測(cè)方法逐漸成為研宄重點(diǎn)。
[0003]近年來(lái)，氨基化石墨烯作為一種新型碳材料，引起多個(gè)研宄領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的石墨烯相比，氨基化石墨烯量子點(diǎn)具有十分優(yōu)越的物理化學(xué)性質(zhì)，如:較大的比表面積、生物相容性好、電子傳遞性能強(qiáng)、良好的熱穩(wěn)定性等。這些優(yōu)越的電學(xué)性質(zhì)使氨基化石墨烯廣泛應(yīng)用于生化分析檢測(cè)領(lǐng)域，并發(fā)揮了巨大的應(yīng)用潛力。
[0004]丙烯酰胺進(jìn)入體內(nèi)后，會(huì)在體內(nèi)與DNA上的鳥(niǎo)嘌呤結(jié)合形成加合物，導(dǎo)致基因突變等遺傳物質(zhì)損傷。所以可以以單鏈DNA作為傳感平臺(tái)，利用電化學(xué)技術(shù)檢測(cè)丙烯酰胺，但迄今為止，將氨基化石墨烯與單鏈DNA修飾玻碳電極用于丙烯酰胺檢測(cè)的相關(guān)報(bào)道仍未見(jiàn)。
[0005]針對(duì)以上問(wèn)題，我們研宄了一種基于氨基化石墨烯和單鏈DNA修飾玻碳電極檢測(cè)丙烯酰胺的新方法，該方法操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速且靈敏度高，能進(jìn)行丙烯酰胺的高靈敏識(shí)別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]作為各種廣泛且細(xì)致的研宄和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，丙烯酰胺會(huì)與DNA上的鳥(niǎo)嘌呤結(jié)合形成加合物，這有助于提高檢測(cè)丙烯酰胺的靈敏度?；谶@種發(fā)現(xiàn)，完成了本發(fā)明。
[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，其能夠快速并定量檢測(cè)溶液中丙烯酰胺的含量，對(duì)丙烯酰胺的檢測(cè)限可達(dá)到5.lX10_8mol/L。
[0009]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供工作電極的制備方法，制備氨基化石墨烯和單鏈DNA修飾的電極。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，
[0011]使用三電極體系通過(guò)示差脈沖伏安法對(duì)樣品溶液中的丙烯酰胺進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)丙烯酰胺的示差脈沖伏安曲線(xiàn)得到樣品溶液中丙烯酰胺的濃度，其中，所述三電極體系中的工作電極為氨基化石墨烯和單鏈DNA修飾的電極。
[0012]優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，具體包括以下步驟:
[0013]步驟一、制備工作電極，配制多份不同濃度的丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液；
[0014]步驟二、采用所述工作電極搭建三電極體系，利用示差脈沖伏安法，分別測(cè)量并記錄多份丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的示差脈沖伏安曲線(xiàn)，在此過(guò)程中記錄每份丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度峰值；
[0015]步驟三、以步驟二得到的每份丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度峰值與不含丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度峰值的差值作為縱坐標(biāo)，以每份丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)并計(jì)算線(xiàn)性方程；
[0016]步驟四、按照所述步驟二的方法測(cè)量并記錄待檢測(cè)溶液的示差脈沖伏安曲線(xiàn)，并將該示差脈沖伏安曲線(xiàn)的電流強(qiáng)度峰值與不含丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度峰值的差值代入到所述線(xiàn)性方程中，即可得到待檢測(cè)溶液中丙烯酰胺的濃度。
[0017]優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，具體包括以下步驟:
[0018]步驟1、制備工作電極，配制丙稀酰胺濃度為0mol/L、0.75X 10_7mol/L、
1.5X l(T7mol/L 和 2.25X l(T7mol/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液；
[0019]步驟2、采用所述工作電極搭建三電極體系，利用示差脈沖伏安法，分別測(cè)量并記錄四份丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的示差脈沖伏安曲線(xiàn)，在此過(guò)程中記錄每份丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度峰值；
[0020]步驟3、以步驟2得到的四份丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度峰值與丙烯酰胺濃度為Omol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度峰值的差值作為縱坐標(biāo)，以每份丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)并計(jì)算線(xiàn)性方程；
[0021]步驟4、按照所述步驟二的方法測(cè)量并記錄待檢測(cè)溶液的示差脈沖伏安曲線(xiàn)，并將該示差脈沖伏安曲線(xiàn)的電流強(qiáng)度峰值與丙烯酰胺濃度為Omol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液的電流強(qiáng)度峰值的差值代入到所述線(xiàn)性方程中，即可得到待檢測(cè)溶液中丙烯酰胺的濃度。
[0022]優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，所述三電極體系中的參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電極為鉑電極。
[0023]優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，所述丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的溶劑為pH為7.0，濃度為0.2mol/L的磷酸緩沖溶液。
[0024]優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，所述示差脈沖伏安曲線(xiàn)的測(cè)量參數(shù)為:
[0025]初始電位為0.5V，終止電位為0.8V，電位增量為0.004V，方波頻率為50Hz，方波幅度為0.05V，等待時(shí)間為10s。
[0026]優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，所述工作電極的制備方法包括以下步驟:
[0027]步驟a、對(duì)玻碳電極進(jìn)行預(yù)處理；
[0028]步驟b、取氨基化石墨烯溶于水，超聲混合，得到混合液，取5 μ L混合液滴到步驟a得到的玻碳電極表面，然后紅外干燥烘干，冷卻至室溫備用；
[0029]步驟c、取5 μ L單鏈DNA滴至步驟b得到的電極表面，在5 °C下冷凍4h，干燥，即得所述工作電極。
[0030]優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，所述步驟a中，對(duì)玻碳電極進(jìn)行預(yù)處理方法為:將玻碳電極在拋光布上依次用粒度為1.0ym,0.3 ym和0.05 μ m的拋光粉打磨，然后用超純水清洗。
[0031]優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，在所述步驟b之前，還包括:將玻碳電極依次在丙酮、0.5M硫酸溶液和超純水中各超聲3min，每次超聲后均用超純水清洗。
[0032]優(yōu)選的是，所述的檢測(cè)溶液中丙烯酰胺濃度的方法，所述單鏈DNA的序列為5，-AAA AAA AAG GAA AAA AAA-(CH2)6H0
[0033]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0034]鳥(niǎo)嘌呤能與丙烯酰胺作用，兩者結(jié)合可以使鳥(niǎo)嘌呤氧化強(qiáng)度改變，利用示差脈沖伏安測(cè)試?guó)B嘌呤氧化信號(hào)的變化可以用來(lái)檢測(cè)檢測(cè)丙烯酰胺的濃度。本發(fā)明設(shè)計(jì)在玻碳電極修飾氨基化石墨烯，從而增大了電極的表面積，利用滴加修飾方法，單鏈DNA可以與帶正電荷的氨基化石墨烯通過(guò)靜電相互作用吸附于電極表面，使單鏈DNA成功修飾于電極上，因單鏈DNA中含有鳥(niǎo)嘌呤，在進(jìn)行空白溶液測(cè)試時(shí)，具有強(qiáng)的電化學(xué)信號(hào)，當(dāng)加入丙烯酰胺溶液后，丙烯酰胺與鳥(niǎo)嘌呤作用，使得電化學(xué)信號(hào)改變，通過(guò)信號(hào)的變化即可測(cè)量丙烯酰胺的濃度。該方法操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速且靈敏度高，能進(jìn)行丙烯酰胺的高靈敏識(shí)別
[0035]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研宄和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的各標(biāo)準(zhǔn)溶液的示差脈沖伏安曲線(xiàn)；
[0037]圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)；
[0038]圖3為本發(fā)明比較例I和比較例2中得到的示差脈沖伏安曲線(xiàn)；
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0040]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0041]實(shí)施例1
[0042]電化學(xué)工作站:CHI760E ；
[0043]三電極體系:工作電極為經(jīng)氨基化石墨烯和單鏈DNA修飾的電極，輔助電極為鉑電極，參比電極為Ag/AgCl電極；其中，單鏈DNA的序列為5 ’ -AAAAAAAAGGAAAAAAAA- (CH2) 6_SH-3，。
[0044]緩沖溶液:pH值為7.0，0.2mol/L磷酸緩沖溶液；
[0045]標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:2X 10_4mOl/L標(biāo)準(zhǔn)丙烯酰胺溶液；用緩沖溶液稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液可得到所需濃度的丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液；
[0046]玻碳電極在修飾前的處理:在拋光布上分別用1.0 μ m，0.3 μ m，0.05 μ m的拋光粉打磨電極，超純水沖洗，分別在丙酮、0.5M硫酸，超純水中超聲約3min，超聲后每次用超純水清洗；
[0047]玻碳電極的修飾:稱(chēng)取氨基化石墨烯，將其溶于水并超聲混合，得到混合液，取5 μ L混合液滴到打磨好的電極表面，對(duì)玻碳電極進(jìn)行修飾，然后紅外干燥烘干，冷卻至室溫備用O
[0048]取5 μ L單鏈DNA滴至已修飾氨基化石墨烯的玻碳電極，于5°C冷凍4h，干燥，即得。
[0049]測(cè)定方法:將工作電極、參比電極和輔助電極分別固定在上述標(biāo)準(zhǔn)溶液中，設(shè)定初始電位為0.5V，終止電位為0.8V，然后設(shè)置