雙縮脲試劑能用于尿液中蛋白質(zhì)的檢測嗎?

王小明

在一些習題中經(jīng)常遇到能否用雙縮脲試劑檢測尿液中的蛋白質(zhì)的問題，講解時大都按照提供的參考答案。參照文獻資料，《中學生物學》2011年第2期中42-43頁的《談實驗異常設(shè)置對實驗教學的甄別作用》一文中也提到了這個問題，作者也認為不能用雙縮脲試劑進行檢測，原因是尿液中含有尿素，尿素分子和蛋白質(zhì)分子中均含有肽鍵，都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈現(xiàn)紫色，故不能判斷溶液呈紫色的真正原因。恰逢高一年級正在做還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的檢測實驗，筆者便收集了尿液到實驗室進行了實驗，經(jīng)過多個樣本的多次試驗，結(jié)果大大出乎意料，并沒有出現(xiàn)紫色現(xiàn)象。成人每天經(jīng)過尿液排出的尿素約為30g，尿液中不可能沒有尿素，那為什么不出現(xiàn)紫色呢?帶著問題筆者請教了生物組教師和化學教師、查閱了相關(guān)資料尋求解釋。

首先必需明確區(qū)分雙縮脲、雙縮脲試劑和雙縮脲反應(yīng)三個不同的概念。

(1)雙縮脲：

雙縮脲是指當固體尿素(也叫脲)經(jīng)慢慢加熱至稍高于其熔點132.4℃時，兩分子尿素脫去一分子氨縮合成的化合物。反應(yīng)過程如圖1所示。

(2)雙縮脲試劑：

雙縮脲試劑指的就是用于檢測雙縮脲的試劑。包括雙縮脲試劑A液和雙縮脲試劑B液，雙縮脲試劑A液是濃度為0.1g／mL的NaOH溶液，而雙縮脲試劑B液為濃度為0.01g／mL的CHSO₄溶液。

(3)雙縮脲反應(yīng)：

雙縮脲反應(yīng)是指在堿性條件下雙縮脲與銅離子結(jié)合成紅紫色雙縮脲絡(luò)合物的反應(yīng)。反應(yīng)過程如圖2所示：(其中Cu²⁺與N原子形成配位鍵)。

其次，理解蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)和上述反應(yīng)原理的一致性。

從雙縮脲反應(yīng)原理可以看到在堿性條件下不僅雙縮脲可以和Cu²⁺發(fā)生該反應(yīng)，其他凡是含有兩個或兩個以上的肽鍵(也可以是一個肽鍵和一個－CO－NH₂或－CH₂－NH₂或－CS－NH₂等基團)的化合物均可發(fā)生，這類反應(yīng)統(tǒng)稱為雙縮脲反應(yīng)。而尿素中只含有一個－CO－NH₂，顯然不能發(fā)生此反應(yīng)。同理，氨基酸和二肽都不行，氨基酸中無肽鍵，二肽中只有一個肽鍵。

但多肽和蛋白質(zhì)可以，因為多肽和蛋白質(zhì)分子中含有多個肽鍵(肽鍵數(shù)大于等于2)，所以多肽和蛋白質(zhì)能與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng)，具體反應(yīng)過程如圖3所示。

總之，硫酸銅的堿溶液作用不能和尿素反應(yīng)生成紫色物質(zhì)，可以和蛋白質(zhì)反應(yīng)生成紫色物質(zhì)。因而可以用雙縮脲試劑來檢測尿液中有無蛋白質(zhì)。