[实用新型]一种检测L-胱氨酸的传感器

说明书

本实用新型公开了一种检测L‑胱氨酸的传感器，所述传感器包括场效应晶体管，所述场效应晶体管上设有栅极延长的金电极，所述栅极延长的金电极中，栅极部分延长0.1—500mm的距离，金电极表面组装有聚二硫二丙烷磺酸膜。本实用新型将聚二硫二丙烷磺酸膜组装在金电极的金膜层表面，作为场效应晶体管延伸出来的栅极，利用场效应晶体管原位信号放大作用实现对L‑胱氨酸的灵敏检测，其中，聚二硫二丙烷磺酸膜的聚阴离子通过静电作用吸附结合带正电荷的目标物L‑胱氨酸，形成双电层结构而产生识别一价有机铵离子的膜电位。该传感器对L‑胱氨酸具有良好的能斯特响应关系，线性范围为5.0×10^‑6—1.0×10^‑3mol/L，响应灵敏度为58.25±1.5mV/‑pc(25℃)，检出限为2.69×10^‑6mol/L。

技术领域

本实用新型属于化学/生物传感技术领域，具体涉及一种离子选择性膜电位型的检测L-胱氨酸的传感器，适用于健康养殖与生命科学方面的检测。

背景技术

L-胱氨酸(L-cystine)是一种含硫氨基酸，多存在于头发、指爪等的角蛋白中，除构成机体蛋白质外，还广泛存在于生物体活细胞与组织中，具有多种重要的生理功能。L-胱氨酸具有促进机体细胞氧化和还原机能，使肝脏功能旺盛，并能中和毒素、促进白细胞增生、阻止病原菌发育，并有维持蛋白质构型等作用。L-胱氨酸这类含硫氨基酸不仅可作为添加剂加入到食品中以增加食物的营养，而且在动物消化吸收、营养代谢以及免疫功能等方面都起到了很重要的作用。

常用的氨基酸检测方法有高效液相色谱法(HPLC)、高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、毛细管电泳法、荧光探针检测法等。目前国内外对L-胱氨酸检测的研究报道不多，主要采用的方法是色谱分离分析方法，如夏苏捷等利用柱前衍生HPLC法测定L-胱氨酸，线性范围为0.02—1.00mg/mL；Zhang等采用HPLC检测L-胱氨酸，线性范围为2—15μM；Alwael等利用反相液相色谱与质谱联用方法检测L-胱氨酸，线性范围是0.25—250μM。然而，这些方法普遍存在着成本高，需要昂贵的精密仪器、复杂的样品制备流程，且不能在线或不方便在户外使用等缺点，所以探索并发展一种简便、快捷的氨基酸分析方法是该领域研究的重要趋势。与其它仪器分析方法相比，电化学方法以其简单、灵敏、快速等特点越来越受到人们的关注，如循环伏安法(CV)、微分脉冲伏安法(DPV)、方波伏安法(SWV)等已用于一些氨基酸的检测。

目前，利用电化学方法检测胱氨酸的报道主要是电流型传感器，Salimi等制备了镍掺杂碳陶瓷电极，采用CV法检测L-胱氨酸，线性范围为1.0—450μM，检出限为0.64μM；Zor等采用还原氧化石墨稀/β-环糊精复合膜电极，对L-胱氨酸的线性范围为1.0—100μM，检出限为1.0μM，同时结合DPV检测和模型计算可获得D型和L型胱氨酸的结合常数。现存的电流型方法普遍存在仪器不方便携带、难以在线检测等问题，而国内外对于胱氨酸检测方法的探讨依然很少，探寻一种更加简单、快速和灵敏测定L-胱氨酸的电化学方法显得极为重要。

相对于基于复合材料修饰的电流型传感器，电位型电化学传感器具有仪器轻巧、制备简易、响应快速等优点，有利于对实际样品中氨基酸实现在线、实时监测分析，目前已成功应用于不同氨基酸的测定，如L-组氨酸、L-半胱氨酸、L-谷氨酸、L-赖氨酸等。而且，在电位型电化学传感方法中，具有电化学特性的离子选择性膜和基于金属-电介质-半导体器件的场效应晶体管(FET)的结合是一个重要的发展方向。一般把具有离子选择功能的FET器件称为离子敏场效应晶体管(ISFET)，ISFET器件具有成本低、灵敏度高、响应快，易小型化、集成化，且使用方便、易实现在线监测等优点，近年来已逐渐应用于DNA、次黄嘌呤核苷、表皮葡萄球菌、朊病毒等生物分子的检测。目前，电位型电化学检测L-胱氨酸的方法还没有见报道。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种检测L-胱氨酸的传感器。

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：