专利名称：一种利用电化学技术快速鉴别半胱氨酸和胱氨酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种鉴别半胱氨酸和胱氨酸的方法，尤其涉及一种利用电化学技术快速 鉴别半胱氨酸和胱氨酸的新方法，属于环境与化学技术领域。
背景技术：
半胱氨酸是生物体内最为简单的含硫化合物，在疾病预防和调控方面具有重要的作 用。作为主要的抗氧化剂，半胱氨酸能有效地清除代谢过程中产生的过量氧化活性物质， 避免了其他功能性生物分子的氧化损伤，而自身氧化成胱氨酸。正常生理条件下机体的 半胱氨酸/胱氨酸含量均能够维持在一定水平，但是疾病和衰老过程促进了半光氨酸的 消耗和胱氨酸的累积，引起两者的含量发生变化。因此，通过测定半胱氨酸/胱氨酸量 的变化可以用来衡量细胞乃至机体的健康状态，还可广泛地用于评价机体的衰老、疾病 诊断和损伤机理的研究中。
目前已有包括毛细管电泳、离子交换色谱、气相色谱、液相色谱和质谱在内的多种 技术用于半胱氨酸/胱氨酸的鉴别。这些技术普遍采用紫外可见光、荧光或化学发光检 测器。由于半胱氨酸/胱氨酸光谱信号较弱，难以气化，保留时间较短，必须采用相应 的衍生化技术以提高灵敏度和选择性。但衍生化过程导致检测过程变得繁琐，同时带来 大量新的环境污染物。同时上述鉴别技术所需仪器购置和维护费用均较为昂贵，不利于 实现批量式、快速测定。如何实现快速、低成本地检测半胱氨酸/胱氨酸，已成为当前 研究工作的重点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的问题是提供一种利用电化学技术快速地鉴 别半胱氨酸和胱氨酸的新方法。该方法操作简单便捷、经济适用、清洁且无二次污染、 可多次连续测定。
本发明的技术方案是采用三电极体系在磷酸盐介质中，以合适参数的循环伏安技 术扫描半胱氨酸和胱氨酸溶液，通过比较循环伏安曲线的差异实现上述化合物的快速鉴 别。
本发明利用电化学技术快速鉴别半胱氨酸和胱氨酸方法的具体步骤是采用三电极
体系，在浓度为0. 01 0. 2mol/L、pH 4. 5 8. 5的磷酸盐介质条件下，以扫描电位为-2V 2V、扫描速率10-500mV/min、扫描间隔0. 02 ls、响应时间0. 05 2s的参数条件，循 环伏安扫描半胱氨酸和胱氨酸溶液，通过比较循环伏安曲线的差异实现对半胱氨酸和胱 氨酸的鉴别。
其中上述三电极体系是以多晶金盘电极(CHI101)为工作电极，以饱和甘汞电极为 参比电极，以钼丝电极为对电极。所述工作电极应用前依次用金相砂纸、lum、 0.3um 或0.05um八1203粉抛光至镜面，用Piranha溶液浸泡10 min并用无水乙醇超声清洗后 使用。
上述的方法中所述磷酸盐电解质浓度优选0. 1 0. 2mol/L、pH范围优选5. 5 7. 5。 上述的方法中循环伏安扫描电位优选设为-2V 2V。扫描模式负扫。扫描速率 优选100-300mV/min，扫描间隔优选0. 04 0. 07s，响应时间优选0. 1 ls。上述的方法中样品检测前最好真空除氧5 20min，测定时温度优选25± 1°C 。 本发明方法的突出特点是-
1. 该方法所需电化学仪器价格较为低廉，维护便捷，所用工作电极等耗材使用寿 命较长，且可以连续用于测定，磷酸盐、氧化铝、乙醇等试剂绿色环保。
2. 该方法较传统技术无需衍生化过程工艺较简单，工艺参数易于实现自动控制。
3. 电化学循环伏安技术涉及电子转移以及相应的氧化还原过程，与机体内半胱氨 酸、胱氨酸氧化还原的电子得失过程相似。该技术不仅可以模拟生物分子氧化，而且可 以根据循环伏安谱图的特征鉴别化合物，这也是该方法的理论技术依据。
4. 半胱氨酸/胱氨酸具有较强的电化学活性，在电极上具有明显的电化学信号，且 两者的电化学活性存在明显差异，利于其快速鉴别。
图l胱氨酸和半胱氨酸循环伏安图；其中a示胱氨酸，b示半胱氨酸。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步阐明本发明的突出特点和显著进步，但仅在于说明本发明而 决不限制本发明。
实施例1
以等浓度磷酸和磷酸氢二钠按不同比例混合制得浓度为0.01 0.2mol/L的磷酸盐 电解质，通过酸度计调节其pH值到4. 5 8. 5之间。
优选磷酸盐电解质浓度为0. 1 0. 2mol/L、 pH范围是5. 5 7. 5。
三电极体系选用多晶金盘电极(CHI101)作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电 极，铂丝电极作为对电极。所述工作电极应用前依次用金相砂纸、lum、 0. 3um或0. 05um Al203粉抛光至镜面，用Piranha溶液浸泡10 min并用无水乙醇超声清洗后使用。
取含半胱氨酸和胱氨酸的待测样品溶于上述磷酸盐电解质中，制得含2mmol/L的待 测样品溶液，真空除氧后，以扫描电位为2V 2V、扫描速率10-500mV/min、扫描间隔 0.02 ls、响应时间0.05 2s的参数条件循环伏安扫描含半胱氨酸和胱氨酸的待测样 品溶液，通过比较循环伏安曲线的差异实现对半胱氨酸和胱氨酸的鉴别。
实施例2
以等浓度磷酸和磷酸氢二钠按比例混合制得浓度为0. lmol/L的磷酸盐电解质，通 过酸度计调节其pH值到6. 25。
三电极体系选用多晶金盘电极(CHI101)作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电 极，铂丝电极作为对电极。所述工作电极应用前依次用金相砂纸、lum、 0. 3um或0. 05um A1A粉抛光至镜面，用Piranha溶液浸泡10 miri并用无水乙醇超声清洗后使用。
取分析纯的半胱氨酸和胱氨酸溶于O. lmol/L的磷酸盐电解质(pH=6.25)中，制得 含2mmol/L的待测样品溶液，真空除氧10min后，于25。C，以扫描电位-2V 2V，扫描 模式负扫，扫描速率100mV/min，扫描间隔0.05s，响应时间0.2s的参数条件循 环伏安扫描含半胱氨酸和胱氨酸的待测样品溶液，循环伏安结果见图l (由于样品氧化 还原峰电位均位于正电位区间，为较好说明鉴定结果，'仅截取0-1. 2V的图像进行说明)。 由图l可以看出，胱氨酸仅在0.84V出现单一的特征氧化峰，半胱氨酸分别在0. 65V、 0.85V附近存在两个特征氧化峰。通过氧化峰位置和氧化峰数量可以实现对胱氨酸和半 胱氨酸的鉴别。
权利要求
1. 一种利用电化学技术快速鉴别半胱氨酸和胱氨酸的方法，是采用三电极体系，在浓度为0.01～0.2mol/L、pH4.5～8.5的磷酸盐介质条件下，以扫描电位为-2V～2V、扫描速率10-500mV/min、扫描间隔0.02～1s、响应时间0.05～2s的参数条件，循环伏安扫描半胱氨酸和胱氨酸溶液，通过比较循环伏安曲线的差异实现对半胱氨酸和胱氨酸的鉴别。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述三电极体系是以多晶金盘电极为工 作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂丝电极为对电极。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征是所述工作电极应用前依次用金相砂纸、 l咖、0. 3um或0. 05, Al203粉抛光至镜面，用Piranha溶液浸泡10 min并用无水乙醇 超声清洗后使用。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述磷酸盐电解质浓度为0. 1 0. 2mol/L、 pH范围是5. 5 7. 5。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征是循环伏安扫描电位设为-2V 2V，扫描模 式负扫，扫描速率100-300mV/min，扫描间隔0. 04 0. 07s，响应时间0. 1 ls。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征是样品检测前需真空除氧5 20min，测定时温度选25士rc。
全文摘要
本发明公开了一种利用电化学技术快速鉴别半胱氨酸和胱氨酸的新方法。该方法采用多晶金盘电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为对电极的三电极体系，在磷酸盐介质条件下，循环伏安扫描半胱氨酸和胱氨酸溶液而实现上述化合物的快速鉴别。本发明提供的方法具有操作简单便捷、经济适用、清洁无二次污染、可多次连续测定等优点。
文档编号G01N27/48GK101509892SQ20091001994
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者刘汝涛, 凤 孙, 宗万松 申请人:山东大学