檢測溶液中丙烯酰胺濃度的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化學檢測技術領域，尤其涉及一種檢測溶液中丙烯酰胺濃度的方法。
【背景技術】
[0002]丙烯酰胺在體內和體外試驗均表現有致突變作用，可引起哺乳動物體細胞和生殖細胞的基因突變和染色體異常，如微核形成、姐妹染色單體交換、多倍體、非整倍體和其他有絲分裂異常等，顯性致死試驗陽性。并證明丙烯酰胺的代謝產物環氧丙酰胺是其主要致突變活性物質。動物試驗研究發現，丙烯酰胺可致大鼠多種器官腫瘤，包括乳腺、甲狀腺、睪丸、腎上腺、中樞神經、口腔、子宮、腦下垂體等。國際癌癥研究機構(IARC) 1994年對其致癌性進行了評價，將丙烯酰胺列為2類致癌物(2A)即人類可能致癌物，其主要依據為丙烯酰胺在動物和人體內均可代謝轉化為其致癌活性代謝產物環氧丙酰胺。因此，丙烯酰胺的分析檢測顯得尤為重要。迄今為止，丙烯酰胺的檢測方法主要有高效液相色譜法、液相色譜耦合質譜法、熒光光譜法等。但這些方法有前處理過程繁瑣、分析時間長、儀器及藥品成本高等不足。因此，建立簡單、快速且靈敏度高的丙烯酰胺檢測方法逐漸成為研究重點。
[0003]丙烯酰胺進入體內后，會在體內與DNA上的鳥嘌呤結合形成加合物，導致基因突變等遺傳物質損傷。因此可以以特征單鏈DNA作為傳感平臺，利用電化學技術檢測丙烯酰胺，迄今為止，將特征單鏈DNA修飾玻碳電極用于丙烯酰胺檢測的相關報道仍未見。
[0004]針對以上問題，我們研究了一種基于羧基化石墨烯和特征單鏈DNA修飾的玻碳電極檢測丙烯酰胺的新方法，該方法操作簡單、檢測快速且靈敏度高，能進行丙烯酰胺的高靈敏識別。
【發明內容】
[0005]作為各種廣泛且細致的研究和實驗的結果，本發明的發明人已經發現，采用羧基化石墨烯及特征單鏈DNA修飾的玻碳電極，利用示差脈沖伏安法檢測丙烯酰胺，有助于提高丙烯酰胺檢測的靈敏度。基于這種發現，完成了本發明。
[0006]本發明的一個目的是研究了丙烯酰胺濃度的檢測的方法。
[0007]本發明還有一個目的是通過利用示差脈沖伏安法，將修飾電極作為工作電極采用三電極體系檢測丙烯酰胺的濃度，建立了一種簡單、快速且靈敏度高的丙烯酰胺檢測新方法。
[0008]本發明還有一個目的是在三電極體系中使用經羧基化石墨烯及特征單鏈DNA修飾的電極為工作電極，它將電化學信號傳導的高靈敏性和特征單鏈DNA的高親和性相結合。本發明的三電極體系制備簡便、易修飾、靈敏高、測試費用低、適于聯機化、穩定性好和結合目標物范圍廣等優點。
[0009]本發明提供的技術方案為:
[0010]一種檢測溶液中丙烯酰胺濃度的方法，包括:
[0011]使用三電極體系通過示差脈沖伏安法對待檢測液中的丙烯酰胺進行檢測，根據丙烯酰胺的線性方程得到待檢測液中丙烯酰胺的濃度，其中，三電極體系中的工作電極為羧基化石墨烯及特征單鏈DNA修飾的玻碳電極，特征單鏈DNA的序列為5’-AAA AAA AAA GGAAAA AAA AA- (CH2) 6_SH_3，。
[0012]優選的是，所述的檢測溶液中丙烯酰胺濃度的方法中，包括以下步驟:
[0013]步驟一、制備所述工作電極，配制丙烯酰胺的濃度為O-lOnmol/L的多份標準溶液；
[0014]步驟二、采用所述工作電極，利用示差脈沖伏安法對步驟一中配制的每份標準溶液進行檢測，得到每份標準溶液的示差脈沖伏安曲線，在此過程中分別記錄每份標準溶液的示差脈沖伏安曲線中電流強度的峰值；
[0015]步驟三、以步驟二中得到的每一份標準溶液的示差脈沖伏安曲線對應的標準溶液的電流強度的峰值與丙烯酰胺濃度為Onmol/L時的標準溶液的電流強度的峰值的差值除以該份標準溶液的電流強度的峰值為縱坐標，以每一份標準溶液的濃度為橫坐標繪制標準曲線并計算線性方程；
[0016]步驟四、采用所述工作電極，利用示差脈沖伏安法對未知濃度的丙烯酰胺的待檢測液進行檢測，得到待檢測液的示差脈沖伏安曲線，將待檢測液的示差脈沖伏安曲線對應的待檢測液的電流強度的峰值與丙烯酰胺濃度為0nmol/L的標準溶液的電流強度的峰值的差值除以待檢測液的電流強度的峰值代入步驟三中得到的線性方程中，計算得到待檢測液中丙烯酰胺的濃度。
[0017]優選的是，所述的檢測溶液中丙烯酰胺濃度的方法中，所述步驟一具體包括以下步驟:
[0018]步驟1.1、在打磨好的玻碳電極上滴加5 yL的羧基化石墨烯，于紅外燈下干燥，待干燥后，得到羧基化石墨烯修飾的玻碳電極，備用。
[0019]步驟1.2、在步驟1.1中得到的羧基化石墨稀修飾的玻碳電極上滴加5 μ L濃度為I X 10 5mol/L的特征單鏈DNA的水溶液，并在5°C的冰箱中干燥，干燥后，得到所述羧基化石墨稀及特征單鏈DNA修飾的玻碳電極；
[0020]步驟1.3、向磷酸緩沖溶液中加入不同體積的濃度為2 μπιοΙ/L的丙烯酰胺標準溶液，分別得到含有丙烯酰胺的終濃度為Onmol/L的溶液a、含有丙烯酰胺的終濃度為lnmol/L的溶液b、含有丙烯酰胺的終濃度為2nmol/L的溶液C、含有丙烯酰胺的終濃度為5nmol/L的溶液d，所述溶液a、溶液b、溶液c和溶液d為四種標準溶液；其中所述磷酸緩沖溶液的pH 為 7.0，濃度為 0.2mol/Lo
[0021]優選的是，所述的檢測溶液中丙烯酰胺濃度的方法中，所述步驟一中制備所述工作電極之前，還包括對玻碳電極進行預處理的步驟，其具體步驟為:
[0022]將玻碳電極依次放置在含有粒度分別為I μπι、0.3 μπι、0.05 μπι的拋光粉的拋光布上打磨，隨后將所述玻碳電極依次放置在丙酮、濃度為0.5mol/L的硫酸溶液和超純水中各超聲I分鐘，并在每次超聲結束后使用超純水沖洗0.5min。
[0023]優選的是，所述的檢測溶液中丙烯酰胺濃度的方法中，所述步驟二具體包括以下步驟:
[0024]步驟2.1、將三電極體系分別置入所述四種標準溶液中，在室溫下攪拌3min，靜止3min ；
[0025]步驟2.2、掃描示差脈沖圖譜，設置掃描初始電位為0V，終止電位為1.0V,電位增量為0.004V，脈沖寬度為0.05s，振幅為0.05V，脈沖周期0.5s，等待時間為2s ；
[0026]步驟2.3、分別測量并記錄所述四種標準溶液的電流強度的峰值，建立所述四種標準溶液的示差脈沖伏安曲線。
[0027]優選的是，所述的檢測溶液中丙烯酰胺濃度的方法中，所述三電極體系中的參比電極為Ag/AgCl電極，輔助電極為鉑電極。
[0028]本發明至少包括以下有益效果:
[0029]本發明采用能與丙稀酰胺特異性相結合的羧基化石墨稀及特征單鏈DNA修飾的玻碳電極為工作電極，構建相關的傳感界面作為三電極體系用于檢測，提高了檢測丙烯酰胺的靈敏性，最低可以檢測出lmol/L的丙烯酰胺；
[0030]本發明作為基于特征單鏈DNA的電化學檢測丙烯酰胺的一種方法，大大降低了檢測成本，操作簡單方便；
[0031]本發明一步快速檢測丙烯酰胺，三電極體系制備完成后，僅需數分鐘就可以實現一步檢測出丙烯酰胺。
[0032]本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
[0033]本發明所涉及到的術語定義
[0034]除非另外定義，否則本文所用的所有技術及科學術語都具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常所了解相同的含義。雖然在本發明的實踐或測試中可使用與本文所述者類似或等效的任何方法、裝置和材料，但現在描述優選方法、裝置和材料。
[0035]術語“DNA”即為是一種長鏈聚合物，組成單位為四種脫氧核苷酸，即腺嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸。而脫氧核糖與磷酸分子借由酯鍵相連，組成其長鏈骨架，排列在外側，四種堿基排列在內側。每個糖分子都與四種堿基里的其中一種相連，這些堿基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，指導蛋白質的合成。讀取密碼的過程稱為轉錄，是以DNA雙鏈中的一條單鏈為模板轉錄出一段稱為mRNA的核酸分子。
[0036]術語“單鏈DNA”是指雙鏈DNA經熱或堿處理后由雙螺旋結構變為單鏈結構。單鏈DNA在分子流體力學性質、吸收光譜、堿基反應性質等方面都和雙鏈DNA不同。
[0037]“工作電極”又稱研究電極，是指所研究的反應在該電極上發生。一般來