一种检测溶液中丙烯酰胺浓度的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学检测技术领域，具体涉及一种基于特征单链DNA电化学传感利用差分脉冲伏安法检测丙烯酰胺浓度。
【背景技术】
[0002]丙烯酰胺在体内和体外试验均表现有致突变作用，可引起哺乳动物体细胞和生殖细胞的基因突变和染色体异常，如微核形成、姐妹染色单体交换、多倍体、非整倍体和其他有丝分裂异常等，显性致死试验阳性。并证明丙烯酰胺的代谢产物环氧丙酰胺是其主要致突变活性物质。动物试验研究发现，丙烯酰胺可致大鼠多种器官肿瘤，包括乳腺、甲状腺、睾丸、肾上腺、中枢神经、口腔、子宫、脑下垂体等。国际癌症研究机构(IARC) 1994年对其致癌性进行了评价，将丙烯酰胺列为2类致癌物(2A)即人类可能致癌物，其主要依据为丙烯酰胺在动物和人体均可代谢转化为其致癌活性代谢产物环氧丙酰胺。因此，丙烯酰胺的分析检测显得尤为重要。迄今为止，丙烯酰胺的检测方法主要有高效液相色谱法、液相色谱耦合质谱法、荧光光谱法等。但这些方法有前处理过程繁琐、分析时间长、仪器及药品成本高等不足。因此，建立简单、快速且灵敏度高的丙烯酰胺检测方法逐渐成为研究重点。
[0003]丙烯酰胺进入体内后，会在体内与DNA上的鸟嘌呤结合形成加合物，导致基因突变等遗传物质损伤。因此可以以特征单链DNA作为传感平台，利用电化学技术检测丙烯酰胺，迄今为止，将特征单链DNA修饰金电极用于丙烯酰胺检测的相关报道仍未见。
【发明内容】
[0004]作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，用经过特征DNA修饰过的电极，利用示差脉冲伏安法检测丙烯酰胺，有助于提高丙烯酰胺检测的灵敏度。基于这种发现，完成了本发明。
[0005]本发明的一个目的是研究了一种丙烯酰胺检测的方法。
[0006]本发明还有一个目的是通过利用差分脉冲伏安法，将修饰电极作为工作电极采用三电极体系检测丙烯酰胺的含量，建立了一种简单、快速且灵敏度高的丙烯酰胺检测新方法。
[0007]本发明还有一个目的是在三电极体系中使用经特征DNA修饰的电极为工作电极，它将电化学信号传导的高灵敏性和特征DNA的高亲和性相结合。本三电极体系传感器制备简便、易修饰、灵敏高、测试费用低、适于联机化、稳定性好和结合目标物范围广等优点。
[0008]本发明还有一个目的是使用一种序列更短，更廉价的特征DNA，得到更高的电流信号。
[0009]为此，本发明提供了一种检测溶液中丙烯酰胺浓度的方法，包括，
[0010]使用三电极体系通过示差脉冲伏安法对待检测液中的丙烯酰胺进行检测，根据丙烯酰胺的线性方程得到待检测液中丙烯酰胺的浓度，其中，三电极体系中的工作电极为特征单链DNA修饰的金电极，所述特征单链DNA的序列为5’ -TTTTTTTTTTGGGGG- (CH2) 6_SH_3 ’ ο
[0011]优选地，所述的检测溶液中丙烯酰胺浓度的方法，包括以下步骤:
[0012]S1:制备所述工作电极，丙烯酰胺的浓度为0-20nmol/L的多份标准溶液；
[0013]S2:采用所述工作电极，利用示差脉冲伏安法对步骤一种配置的每份标准溶液分别进行检测，得到每份标准溶液的示差脉冲伏安曲线，在此过程中分别记录每份丙烯酰胺标准溶液的示差脉冲伏安曲线中电流强度的峰值；
[0014]S3:以S2中得到的每份标准溶液的示差脉冲伏安曲线对应的电流强度的峰值与丙烯酰胺浓度为Onmol/L时的标准溶液的电流强度的峰值的差值作为纵坐标，以每份标准溶液的浓度为横坐标绘制标准标准曲线并计算得到两者间的线性方程；
[0015]S4:采用所述工作电极，利用示差脉冲伏安法对待检测液进行检测，得到待检测液的示差脉冲伏安曲线，将待检测液的示差脉冲伏安曲线对应的电流强度的峰值与丙烯酰胺浓度为Onmol/L的标准溶液的电流强度的峰值的差值代入到所述线性方程中，计算得到待检测液中丙烯酰胺的浓度。
[0016]优选地，所述SI中丙烯酰胺的标准溶液的制备方法为:向第一磷酸缓冲溶液中加入浓度为2 μ mol/L的丙烯酰胺标准溶液，分别得到含有丙烯酰胺的终浓度为Onmol/L的溶液a、含有丙烯酰胺的终浓度为3nmol/L的溶液b、含有丙烯酰胺的终浓度为5nmol/L的溶液c、含有丙烯酰胺的终浓度为lOnmol/L的溶液d，含有丙烯酰胺的终浓度为15nmol/L的溶液e，含有丙烯酰胺的终浓度为20nmol/L的溶液f，所述溶液a、溶液b、溶液C、溶液d、溶液e和溶液f为六种标准溶液；其中所述第一磷酸缓冲溶液的pH为8.0，其浓度为0.2mol/L0
[0017]优选地，所述SI中制备所述工作电极的方法为:
[0018]S1.1:金电极的预处理，将金电极依次放置在含有粒度分别为ΙμπκΟ.3μπκ0.05 μπι的抛光粉的抛光布上抛光至镜面，随后将所述金电极依次放置在丙酮、浓度为0.5mol/L的硫酸溶液和超纯水中超声I分钟，并在每次超声结束后使用超纯水冲洗0.5分钟，备用；
[0019]S1.2:配制含有所述特征单链的DNA的第二磷酸缓冲溶液，向0.2mol/L所述第一磷酸缓冲溶液中加入所述特征单链的DNA，使所述特征单链的DNA在所述第一磷酸缓冲溶液中浓度为5 X 10 6mol/L,并且调节pH至7，即得含有所述特征单链的DNA的第二磷酸缓冲溶液；
[0020]S1.3:在预处理后的金电极上滴加7 μ L的含有所述特征单链DNA的第二磷酸缓冲溶液，在4°C的冷柜中干燥，干燥后，得到特征单链DNA修饰的金电极。
[0021]优选地，所述步骤S2具体包括以下步骤:
[0022]S2.1:将所述三电极体系分别置入所述六种标准液中，在室温下搅拌2min，静止2min ；
[0023]S2.2:扫描示差脉冲图谱，设置扫描初始电位为0V，终止电位为1.2V，电位增量为0.004V，振幅为0.05V，脉冲宽度0.05s，脉冲周期0.5s，等待时间为2s ；
[0024]S2.3:分别测量并记录所述六种标准溶液的电流强度的峰值，建立所述溶液b、溶液C、溶液d、溶液e和溶液f共5种标准溶液的示差脉冲伏安曲线。
[0025]优选地，所述三电极体系的参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电极为铂电极。
[0026]本发明的有益效果为:
[0027]1、本发明采用能与丙稀酰胺特异性结合的特征单链DNA修饰工作电极，构建相关的传感界面作为三电极体系传感器用于检测，提高了检测丙烯酰胺的灵敏性，最低可以检测出1.45nmol/L的丙稀酰胺；
[0028]2、本发明作为基于特征单链DNA的电化学检测丙烯酰胺的一种方法，大大降低了检测成本，操作简单方便；
[0029]3、本发明一步快速检测丙烯酰胺，三电极体系传感器制备完成后，仅需数分钟就可以实现一步检测出丙烯酰胺。
[0030]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。
[0031]本发明所涉及到的术语定义
[0032]除非另外定义，否则本文所用的所有技术及科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所了解相同的含义。虽然在本发明的实践或测试中可使用与本文所述者类似或等效的任何方法、装置和材料，但现在描述优选方法、装置和材料。
[0033]术语“DNA”即为是一种长链聚合物，组成单位为四种脱氧核苷酸，即腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸