[发明专利]一种手性识别材料修饰电极的制备及应用

说明书

本发明公开了一种手性识别材料修饰电极，是先将L‑赖氨酸均匀分散于PBS溶液中得L‑赖氨酸分散液；将处理干净的玻碳电极置于L‑赖氨酸分散溶液中，通过循环伏安法使L‑赖氨酸在玻碳电极表面电聚合形成聚赖氨酸修饰的电极；再将修饰的玻碳电极置于多壁碳纳米管‑3,4,9,10‑苝四羧酸复合材料的乙醇分散液中，通过循环伏安法使得多壁碳纳米管‑3,4,9,10‑苝四羧酸复合材料修饰在玻碳电极上，得手性识别材料修饰电极。将手性识别材料修饰电极置于色氨酸异构体水溶液中，利用差示脉冲伏安法扫描，由于L‑色氨酸和D‑色氨酸与手性识别材料修饰电极作用时，峰电流大小不同，从而可以快速、灵敏的识别色氨酸异构体。

技术领域

本发明涉及一种电化学手性传感识别材料的制备，尤其涉及一种基于L-赖氨酸（L-Lys）手性识别材料修饰电极的制备；主要用于色氨酸对映异构体的手性识别，属于复合材料技术领域和电化学手性识别领域。

背景技术

手性是生命体无处不在的现象，生命体的主要代谢过程附属于立体化学。许多报道表明单一的对映体具有明显不同的药理活性和生理活性。在生命体中，手性分子的两个对映异构体存在形式不同，生命系统只有一种构型是朝着有利于生命的正向发展，因此，手性识别在医药领域和食品科学领域日益重要。发生手性识别时，需要合成能和手性分子发生作用的手性识别材料，当手性识别材料靠近两种手性对映异构体时，会产生两种强度不同的作用力，当用电化学技术进行手性识别时，这两种作用力会通过电化学信号的差异反应出来，从而达到手性识别的目的。手性识别材料的合成是手性识别最主要的步骤。但是一般的手性分子是绝缘性的，因此，可以通过将导电物质与手性分子结合使手性识别材料具有部分导电能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种手性识别材料修饰电极的制备方法；

本发明的另一目的是提供上述手性识别材料修饰电极在手性识别色氨酸对映异构体中的应用。

一、手性识别材料修饰电极的制备

本发明手性识别材料修饰电极的制备方法，包括以下工艺步骤：

（1）3,4,9,10-苝四羧酸的制备：将3,4,9,10-苝四甲酸二酐（PTCDA）分散于KOH溶液中，于80~90℃热水解1~1.5h，然后冷却、过滤、洗涤、干燥，得到3,4,9,10-苝四羧酸（PTCA）；其中KOH的质量浓度为1~2%。

（2）多壁碳纳米管-3,4,9,10-苝四羧酸复合材料的制备：将多壁碳纳米管（MWCNTs）超声分散于乙醇溶液中，再加入3,4,9,10-苝四羧酸（PTCA）超声2~3h后，常温搅拌8~12h，离心，洗涤，干燥，得到多壁碳纳米管-3,4,9,10-苝四羧酸复合材料 MWCNTs-PTCA；3,4,9,10-苝四羧酸与多壁碳纳米管的质量比2:1~3:1。

（3）手性识别材料修饰电极的制备：先将L-赖氨酸（L-Lys）均匀分散于pH=8的PBS溶液中得L-赖氨酸分散液（L-赖氨酸的浓度为10~11mM/L）；将处理干净的玻碳电极（GCE）置于L-赖氨酸分散溶液中，通过循环伏安法，在扫描电位为-0.2~1.9V、扫速为100mV/s下扫描圈数为10圈，使L-赖氨酸在GCE表面电聚合形成聚赖氨酸修饰的电极PLL/GCE；再将PLL/GCE置于多壁碳纳米管-3,4,9,10-苝四羧酸复合材料（MWCNTs-PTCA）的乙醇分散液中（浓度为0.001~0.002g/mL），通过循环伏安法，在扫描电位为-0.2~1.0V、扫速为100mV/s下扫描圈数为10圈，使得MWCNTs-PTCA复合材料修饰在PLL/GCE上，得手性识别材料修饰电极（MWCNTs-PTCA-PLL/GCE）。

图1是本发明电合成制备的手性识别材料MWCNTs-PTCA-PLL机理图。从图1中可以看出，L-Lys通过C-N键聚合在玻碳电极表面，MWCNTs-PTCA上的-COOH和L-Lys上的-NH₂通过电合成生成酰胺键（CO-NH）。