树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极应用于电化学识别色氨酸对映体的制作方法

本发明涉及一种树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极应用于电化学识别色氨酸对映体的方法，属于材料和生物研究领域。

背景技术：

生命系统中大多数生物分子都具有对映选择性。因为手性化合物的空间构象是不同的，所以手性化合物在自然界中所扮演着的角色也存在差异。电化学手性识别是基于手性材料与目标手性分子相互作用后电化学信号的变化来进行手性识别。电化学方法凭借操作简单，灵敏度高等优势因而更加适用于识别和拆分手性异构体。

通过溶胶凝胶法制备得到的二氧化硅表面富含一些含氧或者含氮的官能团，基于此，模板分子可以通过非共价作用预先与二氧化硅结合，交联单体以及脱出模板分子之后，该分子印迹材料对于模板分子的识别具有较好的灵敏度和选择性。除此之外，模板分子可以通过非共价键的方式与二氧化硅前驱体结合，水解缩合之后，模板分子被包埋进入二氧化硅内部，脱出模板分子之后，二氧化硅本身对于模板分子就具备了选择性。目前基于二氧化硅的分子印迹识别材料已经取得了很大的进展，这将有利于开发基于二氧化硅的分子印迹手性识别材料。

技术实现要素：

本发明涉及一种树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极应用于电化学识别色氨酸对映体的方法，包括以下步骤：

a、树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极的制备：将5mmc20聚氧乙烯醚和2mml-色氨酸溶于乙醇和水(v乙醇：v水＝2：1)的混合溶液中，且将氧化铟锡电极浸入上述溶液中静置30min；然后移取50μl氨丙基三乙氧基硅烷、200μl四乙氧基硅烷和1ml3mhcl的溶液依次滴加进上述溶液中，反应3h之后，慢慢取出氧化铟锡电极，自然晾干，备用；将包埋有c20聚氧乙烯醚和l-色氨酸的二氧化硅修饰氧化铟锡电极置于马弗炉中，500℃下煅烧2h可得树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极；

b、色氨酸对映体的电化学识别：实验采用三电极体系，树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极为工作电极，铂片为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极；将其分别浸入包含0.5mml-色氨酸和d-色氨酸的0.1m磷酸盐缓冲溶液(ph＝7.0)中，施加0.3v的恒电位富集1000s，然后将树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极取出，溶液中剩余的色氨酸浓度可通过玻碳电极检测，具体步骤为：将玻碳电极浸入到上述的剩余溶液中，在0.3～1.0v(vs.sce)的电位范围内进行差分脉冲伏安测试，记录色氨酸对映体的电流，然后通过比较色氨酸对映体电流的差别来判断分子印迹材料对于色氨酸对映体的识别效果；所有的差分脉冲伏安测试均进行三次。

进一步，所述步骤b中磷酸缓冲溶液的ph值为7.0，富集电位0.3v，富集时间1000s。

本发明的有益效果是：二氧化硅的刚性较强，从而在识别与再生的过程中，印迹空腔不容易发生变形和塌陷，且非离子表面活性剂c20聚氧乙烯醚含有大量的含氧官能团，因此c20聚氧乙烯醚可通过氢键作用诱导分子印迹二氧化硅在氧化铟锡电极表面生长，这有利于分子印迹二氧化硅电化学识别氨基酸对映体。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为经树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极再结合之后，溶液中剩余的色氨酸对映体在玻碳电极上的差分脉冲图。

图2为树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极对于色氨酸对映体识别的重现性。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明做进一步说明，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。

实施例一：

树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极应用于电化学识别色氨酸对映体的步骤如下：

(1)树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极的制备：将5mmc20聚氧乙烯醚和2mml-色氨酸溶于乙醇和水(v乙醇：v水＝2：1)的混合溶液中，且将氧化铟锡电极浸入上述溶液中静置30min；然后移取50μl氨丙基三乙氧基硅烷、200μl四乙氧基硅烷和1ml包含3mhcl的溶液依次滴加进上述溶液中，反应3h之后，慢慢取出氧化铟锡电极，自然晾干，备用；将包埋有c20聚氧乙烯醚和l-色氨酸的二氧化硅修饰氧化铟锡电极置于马弗炉中，500℃下煅烧2h可得树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极。

(2)色氨酸对映体的电化学识别：实验采用三电极体系，树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极为工作电极，铂片为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极。将其分别浸入包含0.5mml-色氨酸和d-色氨酸的0.1m磷酸盐缓冲溶液(ph＝7.0)中，施加0.3v的恒电位富集1000s，然后将树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极取出，溶液中剩余的色氨酸浓度可通过玻碳电极检测，具体步骤为：将玻碳电极浸入到上述的剩余溶液中，在0.3～1.0v(vs.sce)的电位范围内进行差分脉冲伏安测试，记录色氨酸对映体的电流，然后通过比较色氨酸对映体电流的差别来判断分子印迹材料对于色氨酸对映体的识别效果。所有的差分脉冲伏安测试均进行三次。

图1为经树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极再结合之后，溶液中剩余的色氨酸对映体在玻碳电极上的差分脉冲图，从图中发现溶液中剩余的l-色氨酸和d-色氨酸在玻碳电极上的氧化峰电流比值为4.3，说明树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极可应用于色氨酸对映体的有效电化学识别。

实施例二：

树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极的制备过程与实施例一相同。

将树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极分别置于20ml包含0.5mml-色氨酸和d-色氨酸的磷酸盐缓冲溶液(ph＝7.0)中，施加0.3v的电位富集1000s之后，取出氧化铟锡电极，溶液中剩余色氨酸的浓度通过玻碳电极进行差分脉冲伏安测试，记录l-色氨酸和d-色氨酸的氧化峰电流值。随后施加-0.3v的恒电位2000s恢复树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极的活性。所有的差分脉冲伏安测试均进行三次。结果如图2，发现首次识别色氨酸对映体的效率为4.3，树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极经过5次的循环使用后，修饰电极对于色氨酸对映体的识别效率仍能维持3.9(初始值的90.7％)。这主要归因于二氧化硅是无机材料，具有较强的刚性，在识别与再生的过程中，印迹空腔不容易发生变形和塌陷。

本发明的有益效果：二氧化硅的刚性较强，从而在识别与再生的过程中，印迹空腔不容易发生变形和塌陷，且非离子表面活性剂c20聚氧乙烯醚含有大量的含氧官能团，因此c20聚氧乙烯醚可通过氢键作用诱导分子印迹二氧化硅在氧化铟锡电极表面生长，这有利于分子印迹二氧化硅电化学识别氨基酸对映体。

技术特征：

技术总结
本发明涉及树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极应用于电化学识别色氨酸对映体，包括以下步骤：树杈状分子印迹二氧化硅修饰氧化铟锡电极的制备、色氨酸对映体的电化学识别、色氨酸对映体的识别重现性。本发明的有益效果：二氧化硅的刚性较强，从而在识别与再生的过程中，印迹空腔不容易发生变形和塌陷，且非离子表面活性剂C20聚氧乙烯醚含有大量的含氧官能团，因此C20聚氧乙烯醚可通过氢键作用诱导分子印迹二氧化硅在氧化铟锡电极表面生长，这有利于分子印迹二氧化硅电化学识别氨基酸对映体。

技术研发人员：孔泳;张洁;顾嘉卫
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2017.05.08
技术公布日：2017.10.10