一种识别天冬氨酸光学异构体的电化学方法

文档序号:9373173阅读:622来源:国知局
一种识别天冬氨酸光学异构体的电化学方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电化学分析测试技术领域,具体涉及一种利用溶胶凝胶法和分子印迹技术相结合,识别天冬氨酸光学异构体的电化学方法。
【背景技术】
[0002]随着科学研究的进步,医药、农药,饲料和香料等领域对光学异构体的认识也在不断加深,其原因在于光学异构体之间通常显示着不同的生理活性,比如说谷氨酸,L体有鲜味,也就是人们在日常生活中所用的味素,而D体人的舌头是感觉不到鲜味,而是感觉到发酸。目前对氨基酸光学异构体的识别及检出的研究主要采用色谱法和修饰电极法。气相色谱对氨基酸光学异构体的分离主要是基于两种方式,一种是将待分析的氨基酸与光学活性的试剂反应后,通过色谱柱进行分离检测,另一种是用光学活性的手性固定相进行直接的分离检测的方法。
[0003]目前,采用分子印迹技术应用于电化学传感器的检测已有报道,逐渐引起人们关注。采用高分子作为铸型分子时,有其自身的弱点,如受溶剂的浸泡,会导致铸型分子的溶胀,在修饰电极方面,会造成铸型分子与基底电极的附着强度降低,更甚者铸型高分子膜会从电极上脱落,待识别分子在高分子膜中的扩散较慢,也影响了其选择性和应答速度。另夕卜,众多的氨基酸均没有电化学活性,很难通过电化学的方式进行检测。

【发明内容】

[0004]为解决上述问题,本发明通过构筑对天冬氨酸光学异构体具有选择性的S12为铸型膜,实现S12薄膜对氨基酸光学异构体的选择性识别。溶胶凝胶法是一种制备无机薄膜的优异技术,构筑印迹氨基酸光学异构体三元络合物的3丨02薄膜修饰电极,由于三元络合物中铜离子的引入,通过对铜离子还原电流的检测,达到该修饰电极可选择性检测识别无电化学活性的氨基酸光学异构体。
[0005]本发明通过溶胶-凝胶的方法,制备印迹L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物的S12薄膜的修饰电极。在制备溶胶时,加入天冬氨酸模板的三元络合物L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp,将含三元络合物 L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L_Asp 的 S12溶胶薄膜修饰于电极后,洗脱模板分子L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp,即得到印迹有L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物铸的分子结构的印迹电极。
[0006]如附图1,D-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp的三元络合物中,CBZ的苯环与D-Asp上的羧基形成立体阻碍,所以在溶液中该络合物不稳定,由此所形成该三元络合物的浓度与L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp的浓度相比很小;而三元络合物L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L_Asp的稳定性大于D-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp,所以本发明中采用L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L_Asp作为模板分子,这样所得到的印迹电极对L-Asp-CU2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物具有很强的吸附能力。由此达成吸附L-Asp-CU2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物中铜离子的浓度要远大于D-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp中铜离子的浓度,通过对铜离子的还原电流的检测,实现对Asp光学异构体的选择性识别。由于S12薄膜不对游离的铜离子产生吸附,故对测定不产生干扰。仅有稳定的L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp被富集于修饰电极中,通过铜离子还原电流的检测达到对L-Asp选择性识别。
[0007]而反观D-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp形态的三元络合物不稳定,浓度很低,以此作为模板分子来制备印迹电极,得不到具有D-Asp-CU2+-N-CBZ-L-Asp铸型结构的凝胶,而是具有D-Asp或N-CBZ-L-Asp的印迹分子。
[0008]本发明具体的技术方案为:
[0009]提供了一种识别天冬氨酸光学异构体的电化学方法,具体步骤为:
[0010](I)制备 L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp 三元络合物,
[0011]采用常规方法制备即可;
[0012](2)印迹L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp模板分子的S12溶胶的制备:
[0013]采用溶胶凝胶法,在室温(25°C)条件下,将0.Sg聚乙二醇(分子量6000)和32.5mL无水乙醇加入四口烧瓶中,升温至60°C,水浴回流搅拌30min后,加入一定体积(3.6mL)的0.5mM的步骤⑴中所制备的L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物的水溶液,搅拌混合30min,将5mL的0.35M的正硅酸乙酯溶液缓慢加入上述四口烧瓶中后,将温度升至70°C,水浴回流搅拌6h,待反应结束后,得到含有三元络合物L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp的S12溶胶,将该溶胶置于30°C恒温水浴下保存;
[0014](3)印迹L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物模板的S12溶胶修饰电极的制备:
[0015]用微量进样器移取6 μ L步骤⑵中制备的含有L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物的S12溶胶,均匀滴于GC电极表面,待自然晾干后,再次移取6yL步骤⑵中制备的溶胶均匀滴于GC电极表面,自然晾干后,即得修饰电极;
[0016](4) L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp 三元络合物模板的脱除:
[0017]以步骤(3)中得到的修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,以铂丝为对电极,将所述工作电极浸在2% (v/v)醋酸溶液中,于0.1V电位下脱三元络合物模板500s,即得到具有L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物铸型的印迹电极,
[0018]将上述脱模板后的印迹电极置于pH为3.0的0.1M的KCl溶液中溶出,若未出现铜离子的还原电流,证明三元络合物L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp模板完全脱除;
[0019](5)选择性识别天冬氨酸光学异构体:
[0020]a、以步骤(4)中得到的脱模板后的印迹电极为工作电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,铂丝电极为对电极,将所述工作电极置于不同L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp浓度的富集溶液中富集,将富集L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp后的印迹修饰电极,置于pH为3.0的0.1M KCl溶液中溶出,记录方波溶出伏安法曲线,并绘制标准曲线,
[0021]b、将未知具体构型的天冬氨酸制备成L-或D-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物,
[0022]C、以步骤(4)中得到的脱模板后的印迹电极为工作电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,铂丝电极为对电极,将所述工作电极置于pH为3.0含有步骤b中所制备的L-或D-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp的富集溶液(富集溶液浓度值在检测线内)中,开路电位下富集800s后,在pH 3.0的0.1M的KCl缓冲溶液中溶出,记录方波溶出伏安法曲线,通过与步骤a中得到的标准曲线对比还原峰电流值,实现对天冬氨基酸光学异构体的选择性识别,
[0023]其中,方波溶出伏安法的扫描电位增量为2.0mV,振幅为50.0mV,脉冲宽度为0.05V,初始电位为-0.4V,终止电位为0.9V,静置时间为2s。
[0024]本发明的原理如附图2所示:正硅酸乙酯与模板L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物上的羧酸和氨基氢键结合,将三元络合物包裹在溶胶的网络结构中,在正硅酸乙酯水解生成溶胶后,S12* S1-O键极性较大,表面吸附的水因极化发生解离,形成羟基与模板三元络合物上的羧基、氨基形成氢键,将模板L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物包裹于S1-O-Si的结构中,模板三元络合物被脱除后,会留下与模板三元络合物L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp相匹配的空穴,并形成特异性的识别位点,从而达到选择性识别溶液中三元络合物L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp的目的。
[0025]本发明技术方案的实质在于:对L-Asp和D-Asp的识别,方案中借助加入N-CBZ-L-Asp形成的三元络合物稳定性的不同,引起铜离子浓度大小的不同,以铜离子为探针,进行识别测定。
【附图说明】
[0026]图1 是 D-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp 和 L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L_Asp 两种三元络合物的结构比较图。
[0027]图2是本发明中,具有L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp三元络合物铸型的印迹电极的制备过程。
[0028]图3是本发明实施例中,印迹L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp电极对L-Asp的检测标准曲线,各条曲线按峰的位置自上而下,依次代表的具体浓度分别为0.01,0.03,0.05,0.07、0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1.0mM0
【具体实施方式】
[0029](I)制备 L-Asp-Cu2+-N-CBZ-L-Asp 三元络合物,
[0030]采用常规方法制备即可;
[0031](2)印迹L-Asp-Cu2+
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1