[发明专利]基于碳纳米管骨架的银氨离子功能化壳聚糖复合物修饰电极的制备方法和应用

说明书

本发明属于分析化学领域，特别涉及一种基于碳纳米管骨架的银氨离子功能化壳聚糖复合物修饰电极的制备方法和应用。电极包括玻碳电极和修饰在玻碳电极表面的PAA‑MWCNTs‑Ag‑SCS复合物，PAA‑MWCNTs‑Ag‑SCS复合物包括聚丙烯酸包覆的碳纳米管单元和磺化壳聚糖单元，聚丙烯酸包覆的碳纳米管单元和磺化壳聚糖单元通过二氨合银离子连接；聚丙烯酸包覆的碳纳米管单元和磺化壳聚糖单元的质量比为1:3‑3:1。本发明PAA‑MWCNTs‑Ag‑SCS手性平台灵敏度高、稳定性强、电子传导效率高。银氨离子功能化壳聚糖在碳纳米管上形成手性层，极大的提高了手性平台的稳定性和手性识别效果。

技术领域

本发明属于分析化学领域，特别涉及一种基于碳纳米管骨架的银氨离子功能化壳聚糖复合物修饰电极的制备方法和应用。

背景技术

众所周知，生命体具有手性，而手性化合物在手性环境中会表现出理化性质的差异，所以手性药物的两种对映体往往一种具有很好的临床效果，而另一种没有效果甚至有较强的毒副作用，这使得手性识别的意义重大。以强稳定性、高灵敏度、高检测效率和低成本等优势脱颖而出的电化学方法逐渐成为手性识别的最佳选择，该方法的关键在于构建电化学传感平台。

多壁碳纳米管(MWCNTs)既具有碳素材料的固有特性，又具有金属材料的导电和导热性，常被用于制备手性材料，例如中国专利文献(申请号201810049533.7)公开的多壁碳纳米管-N-羧甲基壳聚糖手性材料的制备及应用，其将多壁碳纳米管做了酸化处理，使其带上羧基基团，以便与乙二胺的氨基基团形成酰胺键，再利用乙二胺剩余的氨基与N-羧甲基壳聚糖的羧基形成酰胺键，但是将多壁碳纳米管酸化处理后其部分结构遭到破坏，导电性受到影响，CV的信号强度明显偏低。再如中国专利文献(申请号为202111232106.0)公开的碳纳米管_芘四羧酸_壳聚糖手性材料、制备方法及应用，其将直接于乙醇溶液中将碳纳米管与3,4,9,10-芘四羧酸共混改性获得碳纳米管/芘四羧酸，然后基于该材料修饰玻碳电极进行色氨酸手性识别，但该专利获得的手性表面的灵敏度较低，DPV峰电流在30μA左右。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于碳纳米管骨架的银氨离子功能化壳聚糖复合物修饰电极和应用。多壁碳纳米管由于其尺寸小、比表面积高和导电性高等优势受到了广泛地研究，而本发明的PAA-MWCNTs有效解决了多壁碳纳米管分散性差和易于结块等性质对其应用的限制。制备的磺化壳聚糖不仅极大的增加了壳聚糖的水溶性和旋光性，而且通过其与银氨离子、PAA-MWCNTs间的静电作用将其固定于功能化多壁碳纳米管的表面，极大的增加了其结构的刚性和稳定性。制得的PAA-MWCNTs-Ag-SCS复合物修饰电极不仅稳定性强、重现性和灵敏度高、检测限低、而且对苯酐氨酰胺对映体的识别效果好。

基于碳纳米管骨架的银氨离子功能化壳聚糖复合物修饰电极，包括玻碳电极和修饰在玻碳电极表面的PAA-MWCNTs-Ag-SCS复合物，PAA-MWCNTs-Ag-SCS复合物包括聚丙烯酸包覆的碳纳米管单元(PAA-MWCNTs)和磺化壳聚糖单元(SCS)，聚丙烯酸包覆的碳纳米管单元和磺化壳聚糖单元通过二氨合银离子连接；

聚丙烯酸包覆的碳纳米管单元和磺化壳聚糖单元的质量比为1:3-3:1。

进一步的，PAA-MWCNTs制备：称取多壁碳纳米管(MWCNTs)和丙烯酸通过超声分散到100ml丙酮中，再加入2,2′-偶氮异丁腈引发聚合，反应在60℃下保持12h,再将黑色固体产物(PAA-MWCNTs)过滤，用丙酮和去离子水洗涤后在70℃的真空干燥箱干燥，得到PAA-MWCNTs固体粉末。

本发明采用聚丙烯酸(PAA)链封装在多壁碳纳米管表面，既避免了传统的酸化方法破坏多壁碳纳米管的结构削弱其导电性的缺陷，又因为增加了多壁碳纳米管的分散性和表面的离子传输行为，增加了其导电性。