海藻酸钠修饰玻碳电极对酪氨酸对映体的选择性识别的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海藻酸钠修饰玻碳电极对酪氨酸对映体的选择性识别，属于电化学传感器和分子识别领域。
【背景技术】
[0002]手性是自然界中的一种普遍现象，如糖类、氨基酸、蛋白质和DNA都是手性分子。手性化合物的分子式相同，但其空间构象不同。由于手性分子有着相似的物化性质，很难将其区分开来，但其生物活性却有很大的差异(比如:药效和药物动力学等)。因此，分子识别在区分手性分子中起至关重要的作用。目前，手性分析方法主要有以下几种:毛细管电泳法(CE)、高效液相色谱法(HPLC)、荧光检测、和电化学方法。其中毛细管电泳法的重现性差、高效液相色谱法耗材高、荧光检测的应用范围较窄。
[0003]氨基酸及其衍生物是化学和生物系统的重要组成部分，氨基酸的结构不同，在生命体系中所扮演的角色也不同。L-型氨基酸参与蛋白质的合成，而D-型氨基酸不能，甚至在生命体中会产生不良影响，因此其检测识别方法也一直受到化学工作者的重视。酪氨酸是人体必需的氨基酸之一，是组成蛋白质分子的基本结构单元，生物体内不能合成酪氨酸，所以必须从天然产物中获取。人体可将酪氨酸转换成多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素等等物质，进行特定的生理作用。酪氨酸具有电活性芳香基团，电化学方法可以体现出立体选择性的氧化还原反应特性，操作简单，灵感度高，可以作为一种识别酪氨酸对映体潜在的分析技术。
[0004]海藻酸钠(SA)是从海藻中提取的一种天然多糖，具有低毒、生物相容性好、成膜性和螯合性优越等优点，其复合材料已被广泛应用于食品添加剂。目前已报道SA和APTES硅烷通过分子印迹杂化膜选择性分离苯丙氨酸异构体，这表明SA在手性识别上的潜在应用。本发明中用海藻酸钠修饰电极对以Zn(II)为中心金属离子的酪氨酸对映体进行选择性识别。
【发明内容】
[0005]针对【背景技术】中存在的问题，本发明的目的是通过海藻酸钠修饰玻碳电极对酪氨酸对映体进行选择性识别。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:海藻酸钠修饰玻碳电极对酪氨酸对映体的选择性识别，包括以下步骤:
[0007]a、制备海藻酸钠修饰玻碳电极(SA/GCE):配制海藻酸钠溶液(溶剂为0.1M KCl,PH = 6.1)，采用恒电位沉积在玻碳电极表面，得到SA/GCE修饰电极；
[0008]b、制备海藻酸钠、Zn(II)和酪氨酸的修饰电极(SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr):将步骤a中制得的SA/GCE修饰电极静置在含ZnClJA L_/D_Tyr溶液(pH = 6.2)中，得到SA/GCE-Zn (II) -L-/D-Tyr 修饰电极。
[0009]c、将步骤b中制得的SA/GCE-Zn (II) -L-/D_Tyr修饰电极在铁氰化钾溶液(pH =6.4)中进行循环伏安和电化学阻抗表征，进行识别。
[0010]进一步地，步骤a中海藻酸钠的浓度为1.8?2.2g/L，反应温度为25?35°C，沉积电位为0.3?0.7V，沉积时间为90?210s。
[0011]进一步地，步骤b中ZnClJ^浓度为0.04?0.06mM, L_/D_Tyr的浓度为0.1?0.3mM，铁氰化钾的浓度为0.05?0.2M，反应温度为25?35 °C，反应时间为10?40min。
[0012]进一步地，步骤c中循环伏安的电位范围为-0.2?0.6V，扫描速度为0.lV/s ;电化学阻抗测试在给定开路电压的频率范围为0.01?16Hz,幅度为0.005?0.01V。
[0013]本发明的有益效果是:海藻酸钠、Zn(II)和酪氨酸修饰电极的制备方法简便易行，制备过程环保无污染，以这种修饰电极对酪氨酸对映体进行识别的识别效率较高、操作时间短、简便易行。
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本实验进一步说明。
[0015]图1为实施例一中SA修饰电极对Zn(II)-Tyr对映体识别的循环伏安图；图1中a:GCE, b:SA/GCE, c:SA/GCE-Zn(II)-L-Tyr, d:SA/GCE_Zn(II)-D-Tyr。
[0016]图2为实施例二中SA修饰电极对Zn (II) -Tyr对映体识别的阻抗图；图2中a:GCE，b:SA/GCE，c:SA/GCE-Zn(II)-L-Tyr, d:SA/GCE_Zn(II)-D-Tyr。
[0017]图3为实施例三中沉积电位对识别能力的影响。
[0018]图4为实施例四中沉积时间对识别能力的影响。
[0019]图5为对比例一中GCE电极有无修饰SA对Zn (II) -Tyr对映体识别的氧化还原电流差值;A:GCE，B: SA/GCE ο
[0020]图6为对比例二中SA修饰电极对有无Zn (I I)对Tyr对映体识别的氧化还原电流差值;A:无 Zn(II)，B:有 Zn(II)。
【具体实施方式】
[0021]现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
[0022]实施例一:
[0023](I)配制2.0g/L海藻酸钠溶液(溶剂为0.1M KCl)，采用恒电位将海藻酸钠沉积在玻碳电极表面，沉积电压为0.4V，沉积时间为180s，得到SA/GCE修饰电极。
[0024](2)将步骤⑴得到的电极静置在含0.05mM ZnCljP 0.2mM L-/D_Tyr的溶液中20min，得到 SA/GCE-Zn (II) -L-/D-Tyr 修饰电极。
[0025](3)将步骤(2)得到的电极静置在0.1M铁氰化钾溶液中，采用循环伏安法进行表征，电位范围为-0.2?0.6V，扫速为0.lV/s。计算氧化还原电流差值Λ I (Il-1d)。
[0026]实施例二:
[0027](I)按照实施例一中步骤⑴和⑵制备SA/GCE-Zn (II)-L-/D-Tyr修饰电极。
[0028](2)将步骤⑴制得的电极静置在0.1M铁氰化钾溶液中，采用电化学阻抗法进行表征，频率范围为0.01?16Hz,幅度为0.005Vo
[0029]实施例三:
[0030]考察不同沉积电位下海藻酸钠修饰电极对酪氨酸对映体识别能力的差异。SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr修饰电极的制备同实施例一，分别采用0.3V、0.4V、0.5V、0.6V、0.7V的沉积电位，进行酪氨酸对映体的识别，其结果见图3，可见当施加的沉积电位为0.4V时，形成的海藻酸钠的膜的厚度最适合，电极表面的膜裸露的面积最大，可以尽可能多的与Zn(II)-L-/D-Tyr 结合。
[0031]实施例四:
[0032]考察不同沉积时间下海藻酸钠修饰电极对酪氨酸对映体识别能力的差异。SA/GCE-Zn (II) -L-/D-Tyr修饰电极的制备同实施例一，分别采用90s、120s、150s、180s、21s的沉积时间，进行酪氨酸对映体的识别，其结果见图4。在沉积时间为180s时，SA修饰电极对酪氨酸对映体识别效果最好，沉积时间过少时，负价态的海藻酸盐还没有完全吸附到正价态的玻碳电极表面，使得形成的海藻酸钠的膜的质量达不到需要的实验效果。当沉积时间过长时，吸附电极表面的海藻酸钠数量偏多，使得形成的海藻酸盐的膜厚较厚，不利于SA与Zn(II)-L-/D-Tyr相互作用，从而影响酪氨酸对映体的识别效果。
[0033]对比例一:
[0034](I)将 GCE 电极静置在 0.05mM ZnClJA 0.2mM L_/D_Tyr 溶液中 20min。
[0035](2)将步骤(I)制得的电极静置在0.1M铁氰化钾溶液中，采用循环伏安法进行表征，电位范围为-0.2?0.6V，扫速为0.lV/s。计算氧化还原电流差值Λ I (Il-1d)。
[0036]结果见图5，可见SA修饰电极较GCE对酪氨酸对映体有更好的识别能力。因为SA可以和Zn(II)、酪氨酸形成三元配位体系，有利于和海藻酸钠发生配体交换，从而提高其识别能力。
[0037]对比例二:
[0038](I)按照实施例一中步骤⑴的方法制备SA/GCE修饰电极。
[0039](2)将步骤(I)制得的电极静置在0.2mM L_/D_Tyr溶液中20min。
[0040](3)将步骤(2)制得的电极静置在0.1M铁氰化钾溶液中，采用循环伏安法进行表征，电位范围为-0.2?0.6V，扫速为0.lV/s。计算氧化、还原电流差值Λ I (Il-1d)。
[0041]结果见图6，可见加入Zn (II)的识别效果明显优于不加Zn (II)。因为Zn (II)的加入，可以和酪氨酸形成配位化合物，有利于和海藻酸钠发生配体交换，形成三元配位体系，从而提尚其识别能力。
[0042]本发明制得的海藻酸钠修饰的玻碳电极手性传感器对Zn(II)-D-Tyr的吸附量明显大于对Zn (II) -L-Tyr的吸附量，表明SA-Zn (II) -Tyr三元配合物手性传感器对酪氨酸对映体具有一定的识别能力。
【主权项】
1.基于海藻酸钠修饰的玻碳电极对酪氨酸对映体的选择性识别，步骤如下: a、制备海藻酸钠修饰的玻碳电极(SA/GCE):配制海藻酸钠溶液(溶剂为0.1M KCl,pH=6.1)，采用恒电位沉积在玻碳电极表面，得到SA/GCE修饰电极； b、制备海藻酸钠、Zn(II)和酪氨酸的修饰电极(SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr):将步骤a中制得的SA/GCE修饰电极分别静置在含ZnClJA L-/D-酪氨酸(Tyr)溶液(pH = 6.2)中，得到 SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr 修饰电极； c、将步骤b中制得的SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr修饰电极在铁氰化钾溶液(pH= 6.4)中进行循环伏安和阻抗表征，进行识别。
2.根据权利要求1所述基于海藻酸钠修饰的玻碳电极对酪氨酸对映体的选择性识别，其特征是:所述步骤a中海藻酸钠的浓度为1.8?2.2g/L，反应温度为25?35°C，沉积电位为0.3?0.7V，沉积时间为90?210s。
3.根据权利要求1所述基于海藻酸钠修饰的玻碳电极对酪氨酸对映体的选择性识别，其特征是:所述步骤b中，ZnClJ^浓度为0.04?0.06mM，L_/D_Tyr的浓度为0.1?0.3mM，铁氰化钾的浓度为0.05?0.2M，反应温度为25?35 °C，反应时间为10?40min。
4.根据权利要求1所述基于海藻酸钠修饰的玻碳电极对酪氨酸对映体的选择性识别，其特征是:所述步骤c中，循环伏安的电位范围为-0.2?0.6V，扫描速度为0.lV/s ;阻抗测试在给定开路电压的频率范围为0.01?16Hz,幅度为0.005?0.01V。
【专利摘要】本发明涉及海藻酸钠修饰玻碳电极对酪氨酸对映体的选择性识别，包括以下步骤：制备海藻酸钠修饰电极、制备海藻酸钠、Zn(II)和酪氨酸的修饰电极、对酪氨酸对映体的选择性识别。本发明的有益效果是：海藻酸钠、Zn(II)和酪氨酸修饰电极的制备方法简便易行，制备过程环保无污染，以该修饰电极对酪氨酸对映体进行识别的识别效率高、操作时间短、简便易行。
【IPC分类】G01N27-48, G01N27-333
【公开号】CN104749237
【申请号】CN201510142464
【发明人】孔泳, 鲍丽平, 黎珊, 陶永新, 戴江英
【申请人】常州大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月27日