以苯硼酸为识别物质的电化学阻抗糖传感器的制备.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第10期2013年10月ChineseJournalofAnalyticalChemistryl537～l542DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．20749以苯硼酸为识别物质的电化学阻抗糖传感器的制备李丛丛李晓霞罗贤文漆红兰(陕西省生命分析化学重点实验室，陕西师范大学化学化工学院，西安710062)(延安大学化学与化工学院，延安716000)摘要以苯硼酸为识别物质，利用巯基自组装法将半胱胺与4一甲酰基苯硼酸反应形成的SchifS碱固定于金电极表面，构建了检测葡萄糖、乳糖、甘露聚糖的电化学

2、阻抗传感器。根据传感器结合糖前后电子转移阻抗值的变化(AR)，分别进行了葡萄糖、乳糖、甘露聚糖的分析测定。以pH9．0的5mmol／LK，[Fe(CN)]一5mmol／LK[Fe(CN)]平衡电对溶液作为检测溶液，AR与葡萄糖的浓度在5．05×10～5．05×10mol／L之间呈良好的线性关系，检出限为9．7×10。。”mol／L(S／N=3)；AR与乳糖的浓度在2．78×10～2．78x10mo]／L之间呈良好的线性关系，检出限为8．1×10。mol／L(S／N=3)；AR与甘露聚糖的浓度在4．35×10一4．35x10mo]／L之间呈良好的线性关系，检

3、出限为3．4x10。mol／L(S／N=3)。该方法简单、灵敏、成本低，可用于不同种类糖的分析检测。关键词电化学阻抗；传感器；苯硼酸；糖1引言糖类在生物体中起着极其重要的作用。它涉及生物学及病理学过程，如信号传导、细胞粘附、癌症转移等过程，也是生物体进行新陈代谢所需能量的主要来源j。因此，分析检测糖类化合物显得十分重要。目前，已报道的糖类化合物分析方法有电化学法、电化学发光法、荧光法、石英晶体微天平法、表面等离子体共振法等。电化学交流阻抗技术(EIS)是利用小幅度交流电压或电流对电极扰动，测量体系对扰动跟随情况的电化学响应的测量方法。该方法具有频率范围广、

4、对体系扰动小等特点，是研究电极过程动力学、电极表面现象等的重要工具’。目前，糖类化合物的检测主要基于糖和与糖可结合分子(如糖结合蛋白、凝集素、硼酸基团等)之间的弱相互作用¨”。硼酸及其衍生物能与二醇可逆高效地共价结合而形成环状的硼酸酯，因此可将其作为生物传感器的分子探针来识别糖类化合物¨。相比糖传感器的其它识别单元，硼酸具有价格低廉、稳定性好、易可逆再生等优点。已报道的作为分子识别物质检测糖的硼酸有苯硼酸、氨基苯硼酸、巯基苯硼酸等¨8．j，其中巯基苯硼酸因易在空气中氧化、室温下不稳定等缺点在生物传感应用方面受到限制。合成稳定的硼酸类衍生物作为糖传感器的识别

5、单元是糖传感器研究的一个方向。本研究选择苯硼酸为糖的识别物质，首先由半胱胺与4一甲酰基苯硼酸反应合成SchifS碱，通过自组装方式将合成的硼酸SchifS碱固定于金电极表面，以电化学交流阻抗法为检测技术，构建非标记、灵敏度高、稳定性好的电化学交流阻抗糖传感器。电极上固定的硼酸可与糖化合物上的二醇可逆、高效地共价结合形成环状的硼酸酯，利用传感器与糖结合前后阻抗值的变化，分析检测葡萄糖、乳糖和甘露聚糖，并且分别考察传感器与3种糖的结合能力。2实验部分2．1仪器与试剂电化学系统为CHI660电化学分析仪(上海辰华仪器公司)，电极为三电极体系：工作电极为金电极(=

6、2mm)或修饰电极，对电极为铂电极，参比电极为Ag／AgC1(饱和KC1)电极。2012—12—18收稿，2013-04—30接受本文系中央高校基本科研业务费专项资金(No．GK261001185)和陕西自然科学基础研究计划项目(No．2010JM2020)基金资助E—mail：honglanqi@snnu．edu．en分析化学第41卷半胱胺(Cysteamine，CA，M=77．15g／too1)、甘露聚糖(MannanfromSaccharomycescerevisiae，M=46000Da)和4一甲酰基苯硼酸(4一Formylphenylboroni

7、cacid，BA，M=149．94g／mo1)，均购白Sigma—Aldrich公司。乳糖(cH0·H0，天津市化学试剂一厂)。葡萄糖(cH。0·H0，西安化学试剂厂)。其余所有试剂均为分析纯。实验所用水为Milli—Q超纯水(18．2MQcm，Millipore公司)。0．01mol／L磷酸盐缓冲液(PBS，pH=7．4)。0．2mol／L半胱胺溶液的配制：准确称取0．1543g半胱胺，以超纯水溶解并定容至10mL棕色容量瓶，避光保存备用。0．2mol／L4一甲酰基苯硼酸溶液的配制：准确称取0．3000g4一甲酰基苯硼酸，用5mL无水乙醇溶解后，加入5m

8、L碳酸盐缓冲液(pH9．0)定容至10mL容量瓶备用。葡萄糖、乳糖