[發明專利]一種手性識別材料修飾電極的制備及應用

有效

• 申請號: 201710237574.4
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107014879B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 莫尊理;牛小慧;高虎虎;李振亮;孟淑娟;郭瑞斌
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種手性識別材料修飾電極，是先將L?賴氨酸均勻分散于PBS溶液中得L?賴氨酸分散液；將處理干凈的玻碳電極置于L?賴氨酸分散溶液中，通過循環伏安法使L?賴氨酸在玻碳電極表面電聚合形成聚賴氨酸修飾的電極；再將修飾的玻碳電極置于多壁碳納米管?3,4,9,10?苝四羧酸復合材料的乙醇分散液中，通過循環伏安法使得多壁碳納米管?3,4,9,10?苝四羧酸復合材料修飾在玻碳電極上，得手性識別材料修飾電極。將手性識別材料修飾電極置于色氨酸異構體水溶液中，利用差示脈沖伏安法掃描，由于L?色氨酸和D?色氨酸與手性識別材料修飾電極作用時，峰電流大小不同，從而可以快速、靈敏的識別色氨酸異構體。

技術領域

本發明涉及一種電化學手性傳感識別材料的制備，尤其涉及一種基于L-賴氨酸（L-Lys）手性識別材料修飾電極的制備；主要用于色氨酸對映異構體的手性識別，屬于復合材料技術領域和電化學手性識別領域。

背景技術

手性是生命體無處不在的現象，生命體的主要代謝過程附屬于立體化學。許多報道表明單一的對映體具有明顯不同的藥理活性和生理活性。在生命體中，手性分子的兩個對映異構體存在形式不同，生命系統只有一種構型是朝著有利于生命的正向發展，因此，手性識別在醫藥領域和食品科學領域日益重要。發生手性識別時，需要合成能和手性分子發生作用的手性識別材料，當手性識別材料靠近兩種手性對映異構體時，會產生兩種強度不同的作用力，當用電化學技術進行手性識別時，這兩種作用力會通過電化學信號的差異反應出來，從而達到手性識別的目的。手性識別材料的合成是手性識別最主要的步驟。但是一般的手性分子是絕緣性的，因此，可以通過將導電物質與手性分子結合使手性識別材料具有部分導電能力。

發明內容

本發明的目的是提供一種手性識別材料修飾電極的制備方法；

本發明的另一目的是提供上述手性識別材料修飾電極在手性識別色氨酸對映異構體中的應用。

一、手性識別材料修飾電極的制備

本發明手性識別材料修飾電極的制備方法，包括以下工藝步驟：

（1）3,4,9,10-苝四羧酸的制備：將3,4,9,10-苝四甲酸二酐（PTCDA）分散于KOH溶液中，于80~90℃熱水解1~1.5h，然后冷卻、過濾、洗滌、干燥，得到3,4,9,10-苝四羧酸（PTCA）；其中KOH的質量濃度為1~2%。

（2）多壁碳納米管-3,4,9,10-苝四羧酸復合材料的制備：將多壁碳納米管（MWCNTs）超聲分散于乙醇溶液中，再加入3,4,9,10-苝四羧酸（PTCA）超聲2~3h后，常溫攪拌8~12h，離心，洗滌，干燥，得到多壁碳納米管-3,4,9,10-苝四羧酸復合材料 MWCNTs-PTCA；3,4,9,10-苝四羧酸與多壁碳納米管的質量比2:1~3:1。

（3）手性識別材料修飾電極的制備：先將L-賴氨酸（L-Lys）均勻分散于pH=8的PBS溶液中得L-賴氨酸分散液（L-賴氨酸的濃度為10~11mM/L）；將處理干凈的玻碳電極（GCE）置于L-賴氨酸分散溶液中，通過循環伏安法，在掃描電位為-0.2~1.9V、掃速為100mV/s下掃描圈數為10圈，使L-賴氨酸在GCE表面電聚合形成聚賴氨酸修飾的電極PLL/GCE；再將PLL/GCE置于多壁碳納米管-3,4,9,10-苝四羧酸復合材料（MWCNTs-PTCA）的乙醇分散液中（濃度為0.001~0.002g/mL），通過循環伏安法，在掃描電位為-0.2~1.0V、掃速為100mV/s下掃描圈數為10圈，使得MWCNTs-PTCA復合材料修飾在PLL/GCE上，得手性識別材料修飾電極（MWCNTs-PTCA-PLL/GCE）。

圖1是本發明電合成制備的手性識別材料MWCNTs-PTCA-PLL機理圖。從圖1中可以看出，L-Lys通過C-N鍵聚合在玻碳電極表面，MWCNTs-PTCA上的-COOH和L-Lys上的-NH₂通過電合成生成酰胺鍵（CO-NH）。