樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極應用于電化學識別色氨酸對映體的制作方法

本發明涉及一種樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極應用于電化學識別色氨酸對映體的方法，屬于材料和生物研究領域。

背景技術：

生命系統中大多數生物分子都具有對映選擇性。因為手性化合物的空間構象是不同的，所以手性化合物在自然界中所扮演著的角色也存在差異。電化學手性識別是基于手性材料與目標手性分子相互作用后電化學信號的變化來進行手性識別。電化學方法憑借操作簡單，靈敏度高等優勢因而更加適用于識別和拆分手性異構體。

通過溶膠凝膠法制備得到的二氧化硅表面富含一些含氧或者含氮的官能團，基于此，模板分子可以通過非共價作用預先與二氧化硅結合，交聯單體以及脫出模板分子之后，該分子印跡材料對于模板分子的識別具有較好的靈敏度和選擇性。除此之外，模板分子可以通過非共價鍵的方式與二氧化硅前驅體結合，水解縮合之后，模板分子被包埋進入二氧化硅內部，脫出模板分子之后，二氧化硅本身對于模板分子就具備了選擇性。目前基于二氧化硅的分子印跡識別材料已經取得了很大的進展，這將有利于開發基于二氧化硅的分子印跡手性識別材料。

技術實現要素：

本發明涉及一種樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極應用于電化學識別色氨酸對映體的方法，包括以下步驟：

a、樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極的制備：將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，且將氧化銦錫電極浸入上述溶液中靜置30min；然后移取50μl氨丙基三乙氧基硅烷、200μl四乙氧基硅烷和1ml3mhcl的溶液依次滴加進上述溶液中，反應3h之后，慢慢取出氧化銦錫電極，自然晾干，備用；將包埋有c20聚氧乙烯醚和l-色氨酸的二氧化硅修飾氧化銦錫電極置于馬弗爐中，500℃下煅燒2h可得樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極；

b、色氨酸對映體的電化學識別：實驗采用三電極體系，樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極為工作電極，鉑片為輔助電極，飽和甘汞電極為參比電極；將其分別浸入包含0.5mml-色氨酸和d-色氨酸的0.1m磷酸鹽緩沖溶液(ph＝7.0)中，施加0.3v的恒電位富集1000s，然后將樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極取出，溶液中剩余的色氨酸濃度可通過玻碳電極檢測，具體步驟為：將玻碳電極浸入到上述的剩余溶液中，在0.3～1.0v(vs.sce)的電位范圍內進行差分脈沖伏安測試，記錄色氨酸對映體的電流，然后通過比較色氨酸對映體電流的差別來判斷分子印跡材料對于色氨酸對映體的識別效果；所有的差分脈沖伏安測試均進行三次。

進一步，所述步驟b中磷酸緩沖溶液的ph值為7.0，富集電位0.3v，富集時間1000s。

本發明的有益效果是：二氧化硅的剛性較強，從而在識別與再生的過程中，印跡空腔不容易發生變形和塌陷，且非離子表面活性劑c20聚氧乙烯醚含有大量的含氧官能團，因此c20聚氧乙烯醚可通過氫鍵作用誘導分子印跡二氧化硅在氧化銦錫電極表面生長，這有利于分子印跡二氧化硅電化學識別氨基酸對映體。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1為經樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極再結合之后，溶液中剩余的色氨酸對映體在玻碳電極上的差分脈沖圖。

圖2為樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極對于色氨酸對映體識別的重現性。

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。

實施例一：

樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極應用于電化學識別色氨酸對映體的步驟如下：

(1)樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極的制備：將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，且將氧化銦錫電極浸入上述溶液中靜置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的溶液依次滴加進上述溶液中，反應3h之后，慢慢取出氧化銦錫電極，自然晾干，備用；將包埋有c20聚氧乙烯醚和l-色氨酸的二氧化硅修飾氧化銦錫電極置于馬弗爐中，500℃下煅燒2h可得樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極。

(2)色氨酸對映體的電化學識別：實驗采用三電極體系，樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極為工作電極，鉑片為輔助電極，飽和甘汞電極為參比電極。將其分別浸入包含0.5mml-色氨酸和d-色氨酸的0.1m磷酸鹽緩沖溶液(ph＝7.0)中，施加0.3v的恒電位富集1000s，然后將樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極取出，溶液中剩余的色氨酸濃度可通過玻碳電極檢測，具體步驟為：將玻碳電極浸入到上述的剩余溶液中，在0.3～1.0v(vs.sce)的電位范圍內進行差分脈沖伏安測試，記錄色氨酸對映體的電流，然后通過比較色氨酸對映體電流的差別來判斷分子印跡材料對于色氨酸對映體的識別效果。所有的差分脈沖伏安測試均進行三次。

圖1為經樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極再結合之后，溶液中剩余的色氨酸對映體在玻碳電極上的差分脈沖圖，從圖中發現溶液中剩余的l-色氨酸和d-色氨酸在玻碳電極上的氧化峰電流比值為4.3，說明樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極可應用于色氨酸對映體的有效電化學識別。

實施例二：

樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極的制備過程與實施例一相同。

將樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極分別置于20ml包含0.5mml-色氨酸和d-色氨酸的磷酸鹽緩沖溶液(ph＝7.0)中，施加0.3v的電位富集1000s之后，取出氧化銦錫電極，溶液中剩余色氨酸的濃度通過玻碳電極進行差分脈沖伏安測試，記錄l-色氨酸和d-色氨酸的氧化峰電流值。隨后施加-0.3v的恒電位2000s恢復樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極的活性。所有的差分脈沖伏安測試均進行三次。結果如圖2，發現首次識別色氨酸對映體的效率為4.3，樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極經過5次的循環使用后，修飾電極對于色氨酸對映體的識別效率仍能維持3.9(初始值的90.7％)。這主要歸因于二氧化硅是無機材料，具有較強的剛性，在識別與再生的過程中，印跡空腔不容易發生變形和塌陷。

本發明的有益效果：二氧化硅的剛性較強，從而在識別與再生的過程中，印跡空腔不容易發生變形和塌陷，且非離子表面活性劑c20聚氧乙烯醚含有大量的含氧官能團，因此c20聚氧乙烯醚可通過氫鍵作用誘導分子印跡二氧化硅在氧化銦錫電極表面生長，這有利于分子印跡二氧化硅電化學識別氨基酸對映體。

技術特征：

技術總結
本發明涉及樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極應用于電化學識別色氨酸對映體，包括以下步驟：樹杈狀分子印跡二氧化硅修飾氧化銦錫電極的制備、色氨酸對映體的電化學識別、色氨酸對映體的識別重現性。本發明的有益效果：二氧化硅的剛性較強，從而在識別與再生的過程中，印跡空腔不容易發生變形和塌陷，且非離子表面活性劑C20聚氧乙烯醚含有大量的含氧官能團，因此C20聚氧乙烯醚可通過氫鍵作用誘導分子印跡二氧化硅在氧化銦錫電極表面生長，這有利于分子印跡二氧化硅電化學識別氨基酸對映體。

技術研發人員：孔泳;張潔;顧嘉衛
受保護的技術使用者：常州大學
技術研發日：2017.05.08
技術公布日：2017.10.10