文 献 综 述

1、氨基酸的检测

氨基酸为生物功能大分子蛋白质的基础组成单位，对生物化学以及整个生命科学研究包括产品研发、质量控制和生产管理等都具有重要意义^[1]。由丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苯丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、色氨酸、亚氨基酸、脯氨酸这20种氨基酸组成绝大多数蛋白质。蛋白质作为第一营养要素存在于机体内，在食物营养中的作用是不可忽视的，可它在人体内并不能直接被利用，必须通过变成氨基酸小分子后被吸收利用^[2]。在肝脏内，一部分氨基酸被分解或合成蛋白质；而另一部分氨基酸随着血液流动分布到各个组织器官，并被器官利用，合成一些具有特异性的组织蛋白。在生物体中氨基酸水平的变化与许多生理现象和疾病有关。因此氨基酸的分析检测是医药、工农业生产、食品生产和加工以及生命科学研究中十分必要的技术之一。

当前已报道的氨基酸检测手段主要有紫外、荧光、核磁共振、化学发光和电化学等方法^[3]。紫外-可见分光光度法通过检测物质在特定波长下的吸光度，以对物质进行定性定量分析。然而紫外-可见光分光光度法只能测定一种或一类氨基酸的总量，不能对氨基酸进行分离分析^[4]。荧光法主要缺陷在于价格昂贵、测定时间长、分辨率降低等^[5]。核磁共振光谱主要用于检测氨基酸电离状态下多肽或蛋白质的三维结构^[6]。化学发光发通过分子激发态返回基态是发出的光化学信号间接对氨基酸分子进行分析。具有灵敏度高、线性范围宽、仪器设备简单等优点。但是有机溶剂影响分析物的电泳行为，易受热挥发而产生气泡^[6]。电化学检测技术由于其快速、灵敏和精确的特点，近年来在分析化学领域发展迅速，应用广泛。目前已广泛应用于化工、冶金、环保、生物等研究领域及生产中。以电化学方法测定氨基酸相较于上述方法的优势体现在：1.毛细管电泳法消耗样品少、分离效率高、无需昂贵的色谱柱与复杂的前处理。2.电化学检测对于电活性物质具有较高的灵敏度和选择性^[7]。因为氨基酸本身不具备发光或荧光基团，所以直接采用光度法或荧光法测定须经过预衍生化处理，但是处理非常耗时且成本高，又极易污染分析物．为了避免预处理对测定的影响，用电化学方法直接测定氨基酸已成为人们研究的热点之一^[8-11]。

2、贵金属纳米材料

纳米材料即纳米结构材料，是指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构筑的材料^[12]。纳米材料的基本单元按照空间维数可以分为三类:零维，指在空间三维尺度上均在纳米尺度范围，如纳米颗粒、纳米团簇、人造原子、纳米孔洞等;一维，指在空间中有两维处于纳米尺度范围，如纳米线、纳米棒、纳米带、纳米管等;二维，指在三维空间里有一维在纳米尺度范围，如超薄膜、超晶格、多层膜等。因为这些单元往往具有量子效应，所以对零维、一维、二维的基本单元分别又有量子点、量子线、量子阱之称。纳米材料的特异效应，主要包括量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应、库仑堵塞与量子遂穿效应以及介电限域效应^[13,14]。纳米材料的制备与性能研究己经成为当今材料科学中十分活跃的领域之一，金属纳米材料是纳米材料的一个重要组成部分，它以贵金属金、银、铜为代表^[15-17]。由于贵金属纳米材料既具有纳米粒子的特殊性能，又存在由纳米结构组合引起的新效应，从而表现出独特的光学、电学和催化性质，使它们己成为表面纳米工程和构建功能化纳米结构的理想材料^[18]， 将贵金属纳米材料引入电化学传感器中可提高电化学生物传感器的灵敏度、重现性和选择性等。电化学技术以其快速的响应、良好的选择性和灵敏度还有益于在有机体内分离等优点，引起很多关注用来对生化小分子同时检测。为达到此目的，很多修饰电极被用来设计构建电化学生物传感器，尤其是基于纳米材料的特别是金属纳米颗粒和碳纳米材料。其中贵金属纳米材料因其形貌使其具有电催化活性和介导快速电子传递到电极表面的能力。铜，作为一种良好的导电材料，其不同的纳米结构可以是其具有应用于电化学的特性。有报道高密度的铜纳米线可以催化二氧化碳的低电位还原。还有将铜和铂制成多孔的合金可以催化甲醇和乙醇的氧化^[19]。

然而，与Au, Ag等贵金属纳米粒子相比，纳米Cu的研究相对较少^[20-22], 主要因为：1、Cu纳米粒子的化学性质十分活泼，暴露在空气中很快氧化，难以稳定保存，不利于后续的研究、表征和应用；2、裸露的纳米Cu是一种无机纳米材料，使用时在介质环境中的稳定性和分散性差; 3、尺寸和形貌在很大程度上决定着纳米微粒的性质，而尺寸和形貌可控的纳米Cu微粒的制备技术还不成熟^[22-26] 。这些问题给其研究和应用带来极大的挑战，因此如何制备稳定的、分散性良好的、尺寸和形貌可控的纳米Cu材料己在材料化学和纳米技术领域引起了广泛的关注，并取得了长足的发展。相比于物理法，化学法有利于在分子和原子级别上控制铜微粒的生成，容易通过现有的技术进行表面修饰和改性，赋予材料一定的功能特性，并且有利于大规模工业化生产^[26-30]。

本文采用水热法合成出Cu NS并修饰到玻碳电极的表面来构建电化学传感器用于各种氨基酸的检测。