一種殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極的制備及其應用于電化學識別色氨酸對映體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極的制備及其應用于電化學法識別色氨酸對映體，屬于生物技術以及電化學研宄領域。
技術背景
[0002]氨基酸是生物功能大分子蛋白質的基本單元，而蛋白質是生命活動的主要承擔者。因此，關于氨基酸對映體的分離分析，對生命科學、藥物化學、人類健康都具有十分重要的作用。不同構型的對映體分子結構互為鏡像卻不能重合，擁有相同的物理性質但在生物體內呈現出截然不同的藥理活性、代謝過程和毒理作用。L-色氨酸作為人類和動物體內必需的氨基酸之一，不能通過自身合成，但在生物體內起到促進胃液和胰液的產生。D-色氨酸在人體內幾乎不發(fā)生代謝作用，且無毒性，但在醫(yī)藥行業(yè)中是抗癌劑和免疫抑制劑的重要合成前體。所以，建立色氨酸對映體的識別分析方法顯得十分迫切且尤為重要。在目前已發(fā)表的文獻中，高效液相色譜、毛細管電泳等方法被用于氨基酸對映體的拆分和純度測定，但這些方法較為昂貴且無法實時分析。手性傳感器技術因其擁有低成本、高靈敏度、實施分析等優(yōu)點，受到了廣泛的關注。中國專利CN1670012A公開了一種用于氨基酸對映體分離的新型試劑，L/D-二苯甲酰酒石酸與二(2-己基己基)磷酸混合，并添加稀釋劑正辛醇，所得混合溶液體系即為用于氨基酸對映體分離的新型試劑，采用色譜法對苯丙氨酸、色氨酸、羥基苯甘氨酸外消旋體進行較好的分離。
[0003]碳量子點作為繼富勒烯、碳納米管和石墨烯之后，一種新型的零維碳納米材料。它因具有優(yōu)異的發(fā)光性能、耐光漂白、良好的生物相容性、無毒(低毒)且表面易功能化等眾多優(yōu)點而受到了廣泛關注，被定義為理想的熒光標記和檢測材料。迄今為止，碳量子點多被應用于光伏器件、細胞成像、藥物釋放等領域，將碳量子點作為電化學修飾材料的手性傳感器相關研宄卻未有報道。電化學傳感器通常利用膜電極或修飾電極對手性分子進行識別，并在膜內嵌入一個手性探針，依靠手性探針的特殊對應性對相應的對應異構體進行識別。本發(fā)明選取殼聚糖作為手性探針，殼聚糖是一種陽離子型天然多糖，分子內既有親/疏水基團，又有具有配位能力的氨基和羥基，含有大量手性活性位點，可與氨基酸上的羧基和氨基形成氫鍵，理論上可用于識別氨基酸對映體。同時，將碳量子點與殼聚糖復合，所形成的立體選擇性膜對色氨酸對映體具有更高的識別能力。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是在于提供一種殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極的制備，并將其應用于電化學法識別色氨酸對映體。將殼聚糖-碳量子點復合膜修飾于玻碳電極后能夠高效的識別色氨酸對映體。
[0005]本發(fā)明所述一種殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極的制備及其應用于電化學識別色氨酸對映體，包括以下步驟:
[0006]a、制備碳量子點:稱取檸檬酸固體研磨成白色粉末后加入坩禍中，用程控箱式電爐進行加熱反應。反應結束后，取出固體樣品，加入適量超純水，超聲溶解。待產物充分溶解后，抽濾得黃色透明溶液，常溫下避光保存。
[0007]b、制備殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極:將玻碳電極用氧化鋁粉末打磨拋光干凈，然后用超純水洗凈后室溫晾干，再分別于1:1的HNO3、無水乙醇、超純水中超聲波清洗4min。玻碳電極為工作電極分別浸入碳量子點溶液中，在O?1.0V(vs.SCE)的電化學窗范圍內，在規(guī)定掃速下進行循環(huán)伏安掃描得碳量子點修飾電極。再將其修飾電極浸入配制好的殼聚糖溶液中(電解質溶液為0.1M的HCl溶液)，在恒電位的條件下(vs.SCE)施加一定電位的進行電位沉積。
[0008]c、電化學法識別色氨酸對映體:配制色氨酸對映體溶液，量取L/D-Trp溶液置于燒杯中，將步驟b中制得的殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極進行色氨酸對映體識別。實驗采用三電極體系，玻碳電極(直徑3_)為工作電極，鉑片為輔助電極，飽和甘汞電極(SCE)為參比電極的三電極體系。同時將殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極浸入的L/D-Trp溶液中，靜置后掃差分脈沖。
[0009]本發(fā)明所述一種殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極的制備及其應用于電化學法識別色氨酸對映體，進一步的技術方案還可以是所述步驟a中，檸檬酸質量為0.2?20.0g,反應溫度為100?300°C，反應時間為0.1?2h，溶解固體產物時所用超純水為2?20mL。
[0010]本發(fā)明所述一種殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極的制備及其應用于電化學法識別色氨酸對映體，進一步的技術方案還可以是所述步驟b中，玻碳電極在碳量子點溶液中循環(huán)伏安掃速為0.01?lV/s，掃描圈數為10?100圈。在配置好的2mg/mL殼聚糖溶液(電解質溶液為0.1M的HCl溶液)中電沉積時間為10?1000s。
[0011]本發(fā)明所述一種殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極的制備及其應用于電化學法識別色氨酸對映體，進一步的技術方案還可以是所述步驟C中，殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極浸入L/D-色氨酸溶液的濃度為0.1?5mM，靜置時間為5?180s。
[0012]本發(fā)明有益效果是:殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極的制備方法簡便易行，制備過程環(huán)保無污染，且該復合膜材料修飾電極對于色氨酸對映體的識別效率相比單一殼聚糖大幅提升。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0014]圖1為實施例一中碳量子點透射電鏡圖；
[0015]圖2為實施例一中殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極掃描電鏡圖；
[0016]圖3為實施例一中殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極對色氨酸對映體的識別效果圖；
[0017]圖4實施例二中殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極在不同溫度下對色氨酸對映體的實驗圖；
[0018]圖5實施例三中殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極在不同pH下對色氨酸對映體的實驗圖；
[0019]圖6為對比例一中碳量子點修飾電極對色氨酸對映體的識別效果圖；
[0020]圖7為對比例二中殼聚糖修飾電極對色氨酸對映體的識別效果圖；
【具體實施方式】
[0021]現在結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定。
[0022]本發(fā)明所述殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極對色氨酸對映體按下述方法進行識別:
[0023]Rl/d= I L/ID
[0024]AEp=El-Ed
[0025]式中，表示色氨酸對映體峰電流比值，Δ E p表示色氨酸對映體峰電壓差值，I L和Id分別表示L-色氨酸和D-色氨酸峰電流值，E LiP E 別表示L-色氨酸和D-色氨酸峰電壓值。
[0026]實施例一:
[0027]制備殼聚糖-碳量子點復合膜修飾電極包括以下幾個步驟:
[0028](I)稱取2.0g檸檬酸研磨成白色粉末后加入1mL坩禍中，用程控箱式電爐在200°C條件下加熱反應0.5h。反應結束后，取出固體樣品，加入1mL超純水，超聲溶解。待產物充分溶解后，抽濾得黃色透明溶液，常溫下避光保存。