[发明专利]基于氨刻蚀反应的尿素荧光测定方法

说明书

本发明公开一种基于氨刻蚀反应的尿素荧光测定方法，其特征是利用脲酶特异性催化尿素生成氨和二氧化碳，新生成的氨能够刻蚀铜纳米粒子生成铜纳米团簇荧光材料，从而表现出荧光发射光谱特征的变化，可以直接用于尿素的含量检测。在0.25~5mmol/L范围内F₄₉₈与尿素浓度呈线性关系，检测限为0.01mmol/L。本发明选择性高，重现性好，能够作为分析方法应用于环境及生命科学体系中尿素的测定。

技术领域

本发明涉及一种基于氨刻蚀反应的尿素荧光测定方法，属于分析化学及纳米技术领域。

背景技术

尿素是人体蛋白质代谢的终产物，由肝脏产生，经血液运输至肾脏以尿液形式排出。尿素的生成量取决于蛋白质的摄入量、组织蛋白质的分解代谢以及肝功能状况。尿素是临床及生物化学一个重要的目标分析物，它是评价尿毒症毒素水平、肾脏及肝脏细胞功能的重要标志。目前，尿素的测定方法包括：氨电极法、脲酶-波氏法，脲酶-谷氨酸脱氢酶偶联法，脲酶-亮氨酸脱氢酶偶联法等。

近年来，荧光金属纳米团簇作为一种新型的荧光纳米材料备受关注。金属纳米团簇是指在一定的分子层保护作用下，由几个到几百个金属原子构成的分子级聚集体，其直径一般小于2 nm，接近于电子的费米波长（约0.7 nm）。由于其独特的物理、电学和光学性质，金属纳米团簇在单分子光电、催化、生物成像和传感器等领域显示出广泛的应用前景。目前，大多数的研究主要集中于金、银及其合金纳米团簇。众所周知，与金和银相比，铜在地壳中的含量更为丰富且价格低廉，因此被广泛应用于人类日常生活中。然而，关于铜纳米团簇的研究还相对较少，这主要是由于其本身稳定性差及发光强度低所造成的。另外，目前大多数基于铜纳米团簇荧光材料分析方法的构建均是利用分析物与已合成出的铜纳米团簇之间的相互作用而设计，而基于铜纳米团簇生成过程的分析方法的报道还十分稀少。

本发明利用脲酶-尿素催化反应体系，通过偶联氨刻蚀铜纳米粒子生成铜纳米团簇荧光材料这一过程，构建了一种荧光“turn-on”型测定尿素的新方法。本方法快速、简便、价廉，并且适合复杂生命样品中尿素含量的测定。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于氨刻蚀反应的尿素荧光测定方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于氨刻蚀反应的尿素荧光测定方法，其特征是利用脲酶特异性催化尿素生成氨和二氧化碳的体系，新生成的氨能够刻蚀铜纳米粒子生成铜纳米团簇荧光材料，从而表现出荧光发射光谱特征的变化，能直接用于尿素的含量检测；测定步骤如下：将脲酶溶液和尿素测定液按体积比为2：5混合，37°C反应30分钟后，加入氢氧化钠溶液和铜纳米粒子溶液，混合均匀后室温孵育15分钟，而后测定反应液在498 nm处的发射光强度值（F₄₉₈）以判断尿素的浓度。

所使用的脲酶浓度为2.5 U/mL，脲酶溶液和尿素测定液的总体积为1.05 mL；所使用的氢氧化钠浓度为30 mmol/L，体积为0.15 mL；所使用的铜纳米粒子溶液的体积为0.3mL。

所使用的铜纳米粒子溶液由以下方法制备：将1 mL浓度为0.1 mol/L的硝酸铜溶液在搅拌条件下逐滴加入到10 mL浓度为0.1 mol/L的抗坏血酸溶液中，室温搅拌反应1小时后再在室温条件下继续孵育12小时，即得到铜纳米粒子溶液。

所述的一种基于氨刻蚀反应的尿素荧光测定方法，其特征是利用氨刻蚀产生的铜纳米团簇在498 nm处的发射光强度值（F₄₉₈）以判断尿素含量，所使用的激发波长为385 nm。