[发明专利]一种手性介孔二氧化硅微球的制备方法及其应用方法

说明书

本发明属于电化学领域，涉及一种手性介孔二氧化硅微球的制备方法及其应用方法。其技术要点如下：S1、将十六烷基三甲基溴化铵溶于水中，加入三乙醇胺；S2、向步骤S1中逐滴加入硅酸四乙酯和（3‑溴丙基）三甲氧基硅烷，发生反应得到溴代介孔二氧化硅粗产品；S3、将步骤S2中得到的溴代介孔二氧化硅粗产品超声洗涤得到溴代介孔二氧化硅微球；S4、将溴代介孔二氧化硅微球与(S)‑N,N‑二甲基‑1‑二茂铁基乙胺共同溶于有机溶剂中回流，反应结束后洗涤干燥得到手性介孔二氧化硅微球。本发明提供了一种高效合成手性介孔二氧化硅微球的方法，反应条件温和，无论氨基酸对映体是否具有电活性单元，手性介孔二氧化硅微球都可以给出电化学信号，具有良好的识别能力。

技术领域

本发明属于电化学领域，涉及一种手性介孔二氧化硅微球的制备方法及其应用方法。

背景技术

氨基酸是组成酶和蛋白质的基本单元，是生物体中重要的生命物质，在生命体系等相关领域扮演着至关重要的作用。对于色氨酸、半胱氨酸、酪氨酸等电活性氨基酸一般可以采用直接电化学分析法，在磷酸盐缓冲溶液中使用循环伏安法可以直接观察到明显的氧化还原峰。而其他大多数氨基酸是非电活性的，如苯丙氨酸、丝氨酸、赖氨酸，即无法产生相应的电化学信号，所以通过电化学技术检测非电活性样品是非常困难的。苯丙氨酸是α-氨基酸的一种，又名2-氨基苯丙酸，是人体必须氨基酸之一。在自然界中，L-苯丙氨酸形式存在于食物中，用于在体内产生蛋白质，而D-苯丙氨酸可合成用于某些医学应用。当自身不能产生足够的L-苯丙氨酸，它必须通过饮食获得。通过电化学方法对不同构型的苯丙氨酸进行一般都会遇到如下不可避免的问题：响应信号弱，检测线较低，电化学识别效率低下等。因此，对苯丙氨酸对映体的高效识别显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种手性介孔二氧化硅微球的制备方法，反应条件温和，制备出的手性介孔二氧化硅微球应用于氨基酸对映体的手性识别中，响应信号强，检测线较高，电化学识别效率高。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供的一种手性介孔二氧化硅微球的制备方法，包括如下操作步骤：

S1、将十六烷基三甲基溴化铵溶于水中，加入三乙醇胺搅拌；

S2、向步骤S1中逐滴加入硅酸四乙酯和（3-溴丙基）三甲氧基硅烷，持续搅拌，发生反应得到溴代介孔二氧化硅粗产品；

S3、将步骤S2中得到的溴代介孔二氧化硅粗产品超声洗涤得到溴代介孔二氧化硅微球；

S4、将溴代介孔二氧化硅微球与(S)-N,N-二甲基-1-二茂铁基乙胺共同溶于有机溶剂中回流，反应结束后洗涤干燥得到手性介孔二氧化硅微球。本发明中，溴代介孔二氧化硅中的溴原子更易与(S)-N,N-二甲基-1-二茂铁基乙胺中的氮原子发生反应形成季铵盐。本发明中，(S)-N,N-二甲基-1-二茂铁基乙胺试剂提供了手性中心，从而能够有效识别异构体（如氨基酸），其次(S)-N,N-二甲基-1-二茂铁基乙胺中二茂铁可以发生氧化还原反应，作为探针支持电子转移时提供清晰的电化学信号。

进一步的，包括如下操作步骤：

S1、在20mL超纯水中加入1g十六烷基三甲基溴化铵，在一定温度下磁力搅拌2h，加入一定量的三乙醇胺继续磁力搅拌30 min；

S2、将500mg的硅酸四乙酯和200mg的（3-溴丙基）三甲氧基硅烷依次逐滴加入到连续搅拌的混合液中，反应12h后得到溴代介孔二氧化硅粗产品；

S3、将样品离心并用体积比为1:1的水/乙醇混合溶液反复超声洗涤后干燥，以确保将模板剂十六烷基三甲基溴化铵完全除去，即得到溴代介孔二氧化硅微球；

S4、室温下，称取100mg步骤S3制备的溴代介孔二氧化硅微球和一定质量的(S)-N,N-二甲基-1-二茂铁基乙胺，在一定温度下将样品溶于有机溶剂，回流24 h，减压蒸馏除去溶剂，将样品离心并用体积比为1:1的水/乙醇混合溶液反复超声洗涤，真空干燥，即得到手性介孔二氧化硅微球。