一種基于CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器的制備及其應用的制作方法

本發明涉及一種基于CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器的制備及其應用，屬于生物技術以及電化學研究領域。

技術背景

手性材料廣泛的存在于自然界中，如糖類、氨基酸、蛋白質和DNA都是手性分子。手性化合物是指分子量、分子結構相同，但左右排列相反，如實物與其鏡像一般。手性化合物的分子式相同，但其空間構象不同。由于手性分子的物理化學性質相同，很難將其區分開來。但生物學活性卻可能有很大差異，兩者之間在藥理、毒理等方面往往存在差別，有的甚至作用相反(比如：藥效和藥物動力學等)。因此，分子識別在區分手性分子中起著至關重要的作用。目前，手性識別的研究方法有毛細管電泳法、色譜法、熒光檢測和電化學法。其中，色譜方法已經被廣泛用于分離分析手性化合物，并且被證明是一種有效的手性分析方法，但是此方法成本較高，分析時間較長，難以實現在線檢測。另外，毛細管電泳法的重現性較差，熒光檢測的應用范圍也較窄。與此相比，電化學傳感器因其低成本、高識別效率等優點對于識別手性物質擁有了很廣泛地研究價值。

氨基酸是蛋白質的基本組成單位，它與生物的生命活動有著密切的關系。其中，L-色氨酸是人體必需的氨基酸之一，而D-色氨酸在人體內沒有生物活性。不過，D-色氨酸在醫藥行業中是抗癌劑和免疫抑制劑的重要合成前體。所以，采用適當的技術對色氨酸進行準確的識別、分離和提純顯得極其重要。

表面活性劑是一種同時具有親水親油基團，在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質。表面活性劑由于本身的結構特點，在溶液中顯現出諸如乳化、成膜、消泡、潤濕、洗滌等優越的性能。隨著對表面活性劑結構和性能的不斷研究，科學工作者開始利用表面活性劑制備納米級、亞微米級及微米級材料，并對表面活性劑在材料產生、形成過程、中間控制、表面修飾及改性及材料整體調控等方面的作用進行了分析研究。十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)是重要的陽離子表面活性劑，與陰離子、非離子、兩性表面活性劑有良好的配位性。

肽基材料自組裝已成為化學、生物學和材料學等交叉領域的研究熱點。苯丙氨酸二肽是肽基材料當中最簡單的二肽，它可通過不同的方法自組裝成各種形貌，例如納米管、納米線、囊泡、納米球等。而且苯丙氨酸二肽是一種手性材料，有相關文獻報道將其用于色譜法分離氨基酸對映體。

技術實現要素：

本發明的目的是在于提供一種基于CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器的制備及其應用。CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器能夠高效的識別色氨酸對映體。

本發明所述一種基于CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器的制備及其應用，包括以下步驟：

a、制備CTAB誘導的苯丙氨酸二肽溶液：將20μL六氟異丙醇加入1.00mg苯丙氨酸二肽中，配成50mg/mL苯丙氨酸二肽的六氟異丙醇溶液，向上述溶液中加入超純水，稀釋成3mg/mL的苯丙氨酸二肽溶液。然后向苯丙氨酸二肽溶液中加入CTAB水溶液，得到CTAB誘導的苯丙氨酸二肽溶液。

b、制備CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器：用移液槍移取步驟a制備的溶液滴加至玻碳電極表面，在一定溫度下自組裝一定時間，即可獲得CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器。

c、電化學法識別色氨酸對映體：采用差分脈沖法來識別色氨酸對映體，將CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器靜置在20～30mL色氨酸對映體溶液中，在0.4～1.2V(vs.SCE)的電化學窗范圍內記錄差分脈沖伏安圖，每次測完后修飾電極在20～30mL 0.1～0.3M磷酸二氫鈉(pH＝6～8)中掃穩以恢復電極活性。

進一步地，步驟a中CTAB水溶液的濃度為1～3mg/mL。

進一步地，步驟a中加入的CTAB水溶液的體積為10～30μL。

進一步地，步驟b中移液槍移取的溶液體積為1～10μL。

進一步地，步驟b中自組裝溫度10～40℃。

進一步地，步驟b中自組裝時間4～8h。

進一步地，步驟c中色氨酸對映體的濃度為0.1～1mM。

進一步地，步驟c中靜置時間為30～90s。

本發明的有益效果是：CTAB誘導的苯丙氨酸二肽修飾電極的制備方法簡單易操作，且CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器對色氨酸對映體有著較好的識別能力。

附圖說明

下面結合附圖對本實驗進一步說明。

圖1為實施例一中CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器的場發射掃描電鏡圖。

圖2為實施例二中CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器的循環伏安圖。

圖3為實施例三中CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器對色氨酸對映體的識別效果圖。

圖4為對比例一中苯丙氨酸二肽修飾電極對色氨酸對映體的識別效果圖。

具體實施方式

現在結合具體實施例對本發明做進一步說明，以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。

本發明所述的CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器對色氨酸對映體按下述方法進行識別：

R_L/D＝I_L/I_D

式中，R_L/D表示色氨酸對映體氧化峰電流比值，I_L和I_D分別表示L-色氨酸和D-色氨酸氧化峰電流值。

實施例一：

CTAB誘導的苯丙氨酸二肽溶液的制備包括以下幾個步驟：

(1)取1.00mg苯丙氨酸二肽粉末于20μL六氟異丙醇中，配制成50mg/mL苯丙氨酸二肽的六氟異丙醇溶液，向上述溶液中加入超純水，稀釋成3mg/mL的苯丙氨酸二肽溶液。然后向苯丙氨酸二肽溶液中加入20μL 2mg/mL的CTAB水溶液，得到CTAB誘導的苯丙氨酸二肽溶液。

(2)用移液槍移取5μL步驟(1)制備的CTAB誘導的苯丙氨酸二肽溶液滴加至玻碳電極表面，在30℃下自組裝6h，得到CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器。

附圖1為CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器的場發射掃描電鏡圖，從附圖1看出CTAB誘導的苯丙氨酸二肽呈現出空心管狀結構。

實施例二：

將實施例一制備得到的CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器靜置在5mM鐵氰化鉀溶液中，在-0.2～0.6V(vs.SCE)的電化學窗口下采用循環伏安法對該修飾電極進行表征，掃速為0.1V/s，掃描圈數為20圈，其結果如附圖2所示，CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器所示的是可逆對稱的循環伏安圖。

實施例三：

將實施例一制備得到的CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器靜置在25mL0.5mM的色氨酸對映體溶液中，靜置60s后在0.4～1.2V(vs.SCE)的電化學窗范圍內記錄差分脈沖伏安圖，每次測完后，手性傳感器在25mL 0.1M磷酸二氫鈉(pH＝7)中掃穩以恢復電極活性。CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器對色氨酸對映體的識別效果圖見附圖3，CTAB誘導的苯丙氨酸二肽自組裝手性傳感器對色氨酸對映體有較好的識別效果(R_L/D為2.74)。

對比例一：

苯丙氨酸二肽修飾電極識別色氨酸對映體包括以下幾個步驟：

(1)取1.00mg苯丙氨酸二肽粉末于20μL六氟異丙醇中，配制成50mg/mL苯丙氨酸二肽的六氟異丙醇溶液，向上述溶液中加入超純水，稀釋成3mg/mL的苯丙氨酸二肽溶液。用移液槍移取5μL苯丙氨酸二肽溶液滴加至玻碳電極表面，30℃下自組裝6h，得到苯丙氨酸二肽修飾電極。

(2)將步驟(1)中制備好的苯丙氨酸二肽修飾電極靜置在25mL 0.5mM的色氨酸對映體溶液中，靜置60s后在0.4～1.2V(vs.SCE)的電化學窗范圍內記錄差分脈沖伏安圖，每次測完后，修飾電極在25mL 0.1M磷酸二氫鈉(pH＝7)中掃穩以恢復電極活性。如附圖4所示，苯丙氨酸二肽修飾電極對色氨酸對映體的識別效果(R_L/D為1.18)較低，這是因為苯丙氨酸二肽在電極表面易于團聚，從而不利于苯丙氨酸二肽與色氨酸分子發生相互作用。