检测溶液中二硫苏糖醇浓度的方法

摘要

本发明公开了一种检测溶液中二硫苏糖醇浓度的方法，包括以下步骤：将玻碳电极表面用氨基化石墨烯量子点进行修饰处理；将修饰处理后的玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，并浸入已知的不同浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液中，通过循环伏安法测出每种浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液对应的电流强度峰值；通过测出的数据建立二硫苏糖醇浓度与电流强度峰值的关系式。本发明提供的氨基化石墨烯量子点修饰电极电子传递速率快，稳定性好，制备简单，操作方便，采用本发明的氨基化石墨烯量子点修饰电极进行二硫苏糖醇的检测，检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低，可实现实际样品中二硫苏糖醇的快速检测。

说明书

技术领域

本发明涉及二硫苏糖醇检测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于氨基化石墨烯量子点修饰的电化学传感利用循环伏安法检测溶液中二硫苏糖醇浓度的方法。

背景技术

二硫苏糖醇(Dithiothreitol，简称为DTT)是一种小分子有机还原剂，化学式为C4H10O2S2。其还原状态下为线性分子，被氧化后变为包含二硫键的六元环状结构。DTT可以将巯基保持在还原态，常用于还原蛋白分子和多肽的二硫键，更普遍用以防止蛋白半胱氨酸残基形成分子内和分子间的二硫键，通常作为蛋白质巯基保护剂。DTT是一种很强的还原剂，其还原性很大程度上是由于其氧化状态六元环(含二硫键)的构象稳定性。二硫苏糖醇对一个典型的二硫键的还原是由两步连续的巯基-二硫键交换反应所组成：其中，第一步反应所形成的中间态很不稳定，因为DTT上的第二个巯基趋向于与被氧化的硫原子连接，使中间态很快被转化为DTT的环状氧化结构，从而完成对二硫键的还原。DTT的还原力受pH值的影响，只在pH值大于7的情况下能够发挥还原作用。这是因为只有脱去质子的硫醇盐负离子才具有反应活性，硫醇则没有；而巯基的pKa一般为8.3。

石墨烯量子点,作为一种新型的量子点,除了具有石墨烯优异的性能之外,还因其明显的量子限域效应和尺寸效应,展现出了一些新颖的特点。比如优良的荧光性能、良好的生物相容性、低细胞毒性、化学惰性等特殊的物理化学性质，所有这些优良性质使得石墨烯量子点有望在生物成像、药物运输、金属离子或生物探针、光电器件、储能器件和光催化等领域具有广泛的应用前景。

针对以上问题，我们研究了一种氨基化石墨烯量子点电极检测二硫苏糖醇的新方法，该方法操作简单、检测快速且灵敏度高，能进行混合样品溶液中二硫苏糖醇的高灵敏识别。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种氨基化石墨烯量子点修饰电极检测溶液中二硫苏糖醇的方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种检测溶液中二硫苏糖醇浓度的方法，包括以下步骤：

S1、将玻碳电极表面用氨基化石墨烯量子点进行修饰处理；

S2、将S1中修饰处理过的玻碳电极作为工作电极组成三电极体系，并浸入已知的不同浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液中，通过循环伏安法测出每种浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液对应的氧化峰电流值；

S3、通过S2中的数据建立二硫苏糖醇浓度与氧化峰电流值的关系式，即可根据测量未知浓度的二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液的氧化峰电流值计算出待检测溶液中二硫苏糖醇的浓度。

优选的是，S1中对玻碳电极进行修饰处理的具体方法为：

步骤a、将玻碳电极进行打磨清洗后作为工作电极，组成三电极体系，并浸入氨基化石墨烯量子点溶液，通过循环伏安法扫描，在玻碳电极表面电沉积氨基化石墨烯量子点；

步骤b、将步骤a处理的玻碳电极取出置于红外干燥箱中烘干。

优选的是，所述三电极体系中的辅助电极是铂丝电极，参比电极是甘汞电极。

优选的是，S2中不同浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液中均含有1.0×10^-4mol/L的邻苯二酚，不同浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液中二硫苏糖醇浓度依次为0mol/L、5.0×10^-6mol/L、1×10^-5mol/L、1.5×10^-5mol/L、2×10^-5mol/L、2.5×10^-5mol/L、5×10^-5mol/L。

优选的是，S2中不同浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液中的PBS缓冲溶液的浓度均为0.1mol/L、pH值均为7.4。

优选的是，S2中采用循环伏安法扫描时的各项参数为：初始电位-0.4V、最高电位1V、最低点位-0.4V、最终电位-0.4V、扫描速率0.05V/s、扫描次数2次、灵敏度10-4A/V、等待时间为2s。

优选的是，步骤a中采用循环伏安法扫描时的各项参数为：初始电位0V、最高电位1V、最低点位0V、最终电位0V、扫描速率0.1V/s、扫描次数100次、灵敏度10-4A/V、等待时间为2s。

优选的是，步骤a中氨基化石墨烯量子点溶液的浓度为2mg/mL。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明提供的氨基化石墨烯量子点修饰电极，稳定性好，制备简单，操作方便。

2、采用本发明的氨基化石墨烯量子点修饰电极进行二硫苏糖醇的检测，检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低，可实现实际样品中二硫苏糖醇的快速检测。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述实施例中不同浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液对应的伏安曲线图谱；

图2为本发明所述实施例中二硫苏糖醇浓度与氧化峰电流值的线性回归图谱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

<实施例>

如图1～2所示，一种检测溶液中二硫苏糖醇浓度的方法，包括以下步骤：

S1、将玻碳电极进行打磨清洗后作为工作电极组成一个三电极体系，并浸入氨基化石墨烯量子点溶液，通过循环伏安法扫描，在玻碳电极表面电沉积氨基化石墨烯量子点，所采用的打磨清洗方法为常规物理处理方法，故不再赘述，所组成的三电极体系中的辅助电极是铂丝电极，参比电极是甘汞电极，氨基化石墨烯量子点溶液的浓度为2mg/mL，采用循环伏安法对玻碳电极进行扫描的参数设置为：初始电位0V、最高电位1V、最低点位0V、最终电位0V、扫描速率0.1V/s、扫描次数100次、灵敏度10^-4A/V、等待时间为2s，扫描完成后，将修饰好的玻碳电极置入红外干燥箱中烘干20min，然后取出备用；

S2、配置含有1.0×10^-4mol/L邻苯二酚的不同浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液，选用的PBS缓冲溶液的pH值均为7.4，浓度均为0.1mol/L，二硫苏糖醇的浓度分别为0mol/L、5.0×10^-6mol/L、1×10^-5mol/L、1.5×10^-5mol/L、2×10^-5mol/L、2.5×10^-5mol/L、5×10^-5mol/L；

S3、将经过步骤一处理的玻碳电极作为工作电极组成和步骤一种相同的三电极体系，并浸入步骤二中配置的不同浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液中，通过循环伏安法测出每种浓度二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液对应的差分脉冲伏安曲线，采用循环伏安法进行扫描的参数设置为：初始电位-0.4V、最高电位1V、最低点位-0.4V、最终电位-0.4V、扫描速率0.05V/s、扫描次数2次、灵敏度10^-4A/V、等待时间为2s，结果如图1所示，图上曲线从上至下依次代表浓度分别为0mol/L、5.0×10^-6mol/L、1×10^-5mol/L、1.5×10^-5mol/L、2×10^-5mol/L、2.5×10^-5mol/L、5×10^-5mol/L的二硫苏糖醇的PBS缓冲溶液在-0.4V～1V的扫描范围内，电流值的连续变化过程；

S4、从图1中可以观察到反应的电流峰值与随二硫苏糖醇的浓度增大有明显增加，故取每个浓度的氧化峰电流值，建立二硫苏糖醇浓度与其氧化峰电流值之间的点阵图谱，如图2所示，并拟合出线性关系表达式：Y＝-2.506-0.0299X，R²＝0.9994；

S5、取某未知浓度的二硫苏糖醇溶液，加入含1.0×10^-4mol/L邻苯二酚的pH值为7.4的0.1mol/L的PBS缓冲溶液中，然后按步骤三中的方法对含邻苯二酚的未知二硫苏糖醇浓度的PBS缓冲溶液进行扫描，读出氧化峰电流值，再带入步骤四中的关系式，计算后即可推导出未知浓度的二硫苏糖醇溶液中二硫苏糖醇的浓度。

<对比例1>

一种已经公开的高效液相色谱测定溶液中二硫苏糖醇的浓度的方法，检测限为2×10^-5mg/mL。

而实施例的检测限可达到5.7×10^-7mg/ml，同时，相比于对比例1的方法，实施例的方法操作起来更为简便、快捷，受到外界环境的影响更小。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。