雙縮脲試劑能用于尿液中蛋白質的檢測嗎?

王小明

在一些習題中經常遇到能否用雙縮脲試劑檢測尿液中的蛋白質的問題，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，尿素分子和蛋白質分子中均含有肽鍵，都能與雙縮脲試劑反應呈現紫色，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、蛋白質的檢測實驗，筆者便收集了尿液到實驗室進行了實驗，經過多個樣本的多次試驗，結果大大出乎意料，并沒有出現紫色現象。成人每天經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、查閱了相關資料尋求解釋。

首先必需明確區分雙縮脲、雙縮脲試劑和雙縮脲反應三個不同的概念。

(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：

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

其次，理解蛋白質與雙縮脲試劑發生反應和上述反應原理的一致性。

從雙縮脲反應原理可以看到在堿性條件下不僅雙縮脲可以和Cu²⁺發生該反應，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)的化合物均可發生，這類反應統稱為雙縮脲反應。而尿素中只含有一個－CO－NH₂，顯然不能發生此反應。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。

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

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