双缩脲试剂能用于尿液中蛋白质的检测吗?

王小明

在一些习题中经常遇到能否用双缩脲试剂检测尿液中的蛋白质的问题，讲解时大都按照提供的参考答案。参照文献资料，《中学生物学》2011年第2期中42-43页的《谈实验异常设置对实验教学的甄别作用》一文中也提到了这个问题，作者也认为不能用双缩脲试剂进行检测，原因是尿液中含有尿素，尿素分子和蛋白质分子中均含有肽键，都能与双缩脲试剂反应呈现紫色，故不能判断溶液呈紫色的真正原因。恰逢高一年级正在做还原糖、脂肪、蛋白质的检测实验，笔者便收集了尿液到实验室进行了实验，经过多个样本的多次试验，结果大大出乎意料，并没有出现紫色现象。成人每天经过尿液排出的尿素约为30g，尿液中不可能没有尿素，那为什么不出现紫色呢?带着问题笔者请教了生物组教师和化学教师、查阅了相关资料寻求解释。

首先必需明确区分双缩脲、双缩脲试剂和双缩脲反应三个不同的概念。

(1)双缩脲：

双缩脲是指当固体尿素(也叫脲)经慢慢加热至稍高于其熔点132.4℃时，两分子尿素脱去一分子氨缩合成的化合物。反应过程如图1所示。

(2)双缩脲试剂：

双缩脲试剂指的就是用于检测双缩脲的试剂。包括双缩脲试剂A液和双缩脲试剂B液，双缩脲试剂A液是浓度为0.1g／mL的NaOH溶液，而双缩脲试剂B液为浓度为0.01g／mL的CHSO₄溶液。

(3)双缩脲反应：

双缩脲反应是指在碱性条件下双缩脲与铜离子结合成红紫色双缩脲络合物的反应。反应过程如图2所示：(其中Cu²⁺与N原子形成配位键)。

其次，理解蛋白質与双缩脲试剂发生反应和上述反应原理的一致性。

从双缩脲反应原理可以看到在碱性条件下不仅双缩脲可以和Cu²⁺发生该反应，其他凡是含有两个或两个以上的肽键(也可以是一个肽键和一个－CO－NH₂或－CH₂－NH₂或－CS－NH₂等基团)的化合物均可发生，这类反应统称为双缩脲反应。而尿素中只含有一个－CO－NH₂，显然不能发生此反应。同理，氨基酸和二肽都不行，氨基酸中无肽键，二肽中只有一个肽键。

但多肽和蛋白质可以，因为多肽和蛋白质分子中含有多个肽键(肽键数大于等于2)，所以多肽和蛋白质能与双缩脲试剂发生颜色反应，具体反应过程如图3所示。

总之，硫酸铜的碱溶液作用不能和尿素反应生成紫色物质，可以和蛋白质反应生成紫色物质。因而可以用双缩脲试剂来检测尿液中有无蛋白质。