[发明专利]一种手性复合材料微球传感器的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种手性复合材料微球传感器的制备方法和应用，具体涉及一种手性金属聚脲配位聚合物微球传感器的制备方法以及基于该手性金属聚脲配位聚合物微球传感器用于检测手性对映体的应用，属于催化技术以及分析化学检测技术领域。其主要步骤是将异佛尔酮二异氰酸酯与手性R,R‑1,2‑环己二胺和水反应制得。采用该材料构建的手性传感器，用于L‑胱氨酸和D‑胱氨酸对映体的灵敏检测。

技术领域

本发明涉及一种手性复合材料微球传感器的制备方法和应用，具体涉及一种手性金属聚脲配位聚合物微球传感器的制备方法和应用，属于催化技术与分析化学技术领域。

背景技术

分子式和构造式相同，其构型互为镜像关系但无法重叠的异构体，称为对映异构体，简称对映体，相应的分子称为手性分子。现代医药、农药和食品行业中许多重要的分子是手性分子。很多情况下，对映体中的一种表现出所需要的生理活性，而对映体中的另一种则表现出无活性甚至毒性。由于对映体在非手性环境下表现出相同的物理和化学特性，因此，对映体的识别和量化通常在手性环境下进行。目前，基于手性固定相的核磁共振(NMR)、气相色谱(GC)和高效液相色谱法(HPLC)对对映体的检测和分析，是实验室和工业生产中仍广泛应用的方法。然而，这些方法需要高浓度的分析物，操作过于复杂，仪器相对昂贵。电化学传感技术具有高选择性、仪器成本低廉、操作简便以及实时在线检测等优点。与色谱仪器不同，该技术的检测范围广，适于低浓度检测。然而，目前，电化学手性传感的研究还处于初级阶段。

聚脲是由多异氰酸酯和多胺化合物通过逐步聚合生成的含-NH-CO-NH-官能团的聚合物，多异氰酸酯与水反应也可生成聚脲。多异氰酸酯中的异氰酸酯基与水反应首先生成伯胺基化合物并放出二氧化碳，形成的伯胺基进一步与异氰酸酯基(-NCO)聚合形成聚脲。聚脲材料具有良好的耐水性、耐老化性、耐磨性等优点，已广泛用于混凝土的防水，金属材料的防护和润滑脂等方面。但据我们所知，手性聚脲及聚脲配合物未见报道。

发明内容

本发明的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种手性复合材料微球传感器的制备方法，具体涉及一种手性金属聚脲配位聚合物微球传感器的制备方法，该方法所用原料成本低，制备工艺简单，反应能耗低，具有工业应用前景。

本发明的技术任务之二是提供该手性复合材料微球传感器的用途，即将该材料用于高灵敏度检测L-胱氨酸和D-胱氨酸对映体的识别和含量分析，该检测仪器成本低、分析效率高、操作方便，操作技术要求低。

本发明的技术方案如下：

(1)一种手性复合材料微球传感器的制备方法，制备步骤如下：

1)制备手性复合材料微球

将1.2-1.4g的R,R-1,2-环己二胺溶于25-28mL的偶极非质子有机溶剂中，加入10-13mL的水搅拌均匀；搅拌下，20-30min滴加10mL含5.5-5.9g异佛尔酮二异氰酸酯的乙腈溶液；室温静置反应3h后，加入23-27mmol的硝酸铜，继续室温、搅拌反应3h，离心分离；分别用水和乙腈洗涤3次；85℃活化至恒重，制得手性金属聚脲配位聚合物微球，即手性复合材料微球。

2)制备手性复合材料微球传感器工作电极

在氧化铝粉末已抛光、水和乙醇清洗洁净的玻碳电极表面，滴涂6μL手性复合材料微球溶液，室温晾干，即制得了手性复合材料微球修饰的传感器工作电极；

所述手性复合材料微球溶液，是将4mg手性复合材料微球与250μL乙醇、720μL水、30uL Nafion共混超声10-15min制得。

3)制备手性复合材料微球手性传感器将步骤2)制得的工作电极、参比电极和对电极连接在电化学工作站上，即制得了手性复合材料微球手性传感器；所述参比电极为饱和甘汞电极，对电极为铂丝电极。