基于功能性納米通道陣列實(shí)現(xiàn)dl酪氨酸的手性拆分及在線(xiàn)檢測(cè)的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于功能性納米通道陣列結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼光譜實(shí)現(xiàn)DL酪氨酸的手性拆分及在線(xiàn)檢測(cè)的方法。以聚碳酸酯膜為基膜，采用化學(xué)沉積法制備了直徑25nm左右的Au納米通道膜，L-半胱氨酸通過(guò)金-硫共價(jià)鍵自組裝至Au納米通道孔壁上，形成表面帶有L-半胱氨酸的手性選擇性識(shí)別膜。該手性選擇性識(shí)別的通道對(duì)DL酪氨酸的作用不一樣，導(dǎo)致通過(guò)修飾膜的DL酪氨酸的過(guò)膜速率不一樣，從而達(dá)到D-酪氨酸和L-酪氨酸的分離。利用DL酪氨酸的SERS特征峰的差別和極低的檢測(cè)限，可以對(duì)分離池中的對(duì)象進(jìn)行即時(shí)檢測(cè)。本發(fā)明為難以拆分的DL酪氨酸的分離以及檢測(cè)提供了一種新型，簡(jiǎn)便的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于功能性納米通道陣列實(shí)現(xiàn)DL酪氨酸的手性拆分及在 線(xiàn)檢測(cè)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域和分離【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種基于納米通道膜材料上的分子水平 膜分離檢測(cè)技術(shù)，具體的為基于納米通道結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼光譜分離檢測(cè)酪氨酸對(duì)映體的 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 納米科學(xué)技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)交叉結(jié)合的產(chǎn)物，是現(xiàn)代科學(xué)研究的前沿， 其研究對(duì)象涉及多個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)生了許多新的研究課題和研究方向。納米通道技術(shù)作為生物 納米技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一和新的生長(zhǎng)點(diǎn)，為生物組分的有效分離和檢測(cè)提供了一個(gè)新 的手段。這種金納米通道膜具有比表面積大、納米通道的尺寸可控性等特點(diǎn)使得納米通道 在生物物質(zhì)分離與檢測(cè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。制備的納米通道可以根據(jù)其性質(zhì)進(jìn)行功能 化，使納米通道膜具有我們所需的特殊功能，基于這些優(yōu)勢(shì)，納米通道可以應(yīng)用到藥物的分 離分析領(lǐng)域中。
[0003] 手性是自然界的一種普遍現(xiàn)象，構(gòu)成生命體的絕大多數(shù)物質(zhì)如蛋白質(zhì)、氨基酸等 都是手性分子。手性分子，是化學(xué)中結(jié)構(gòu)上鏡像對(duì)稱(chēng)而又不能完全重合的分子，互為手性的 兩種物質(zhì)擁有完全相同的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，但是它們?cè)谏锘钚院退幚矸矫鎱s有很大 的不同，甚至是截然相反的效果。例如，在手性藥物未被人們認(rèn)識(shí)以前，一些醫(yī)生曾給孕婦 服用沒(méi)有經(jīng)過(guò)拆分的消旋體藥物作為鎮(zhèn)痛藥或止咳藥，很多孕婦服用后，生出了無(wú)頭或缺 腿的先天畸形兒，有的胎兒沒(méi)有胳膊，手長(zhǎng)在肩膀上，模樣非?？植?。僅僅4年時(shí)間，世界范 圍內(nèi)誕生了 1.2萬(wàn)多名畸形的"海豹嬰兒"。這就是被稱(chēng)為"反應(yīng)停"的慘劇。后來(lái)經(jīng)過(guò)研 究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)停的R體有鎮(zhèn)靜作用，但是S-對(duì)映體對(duì)胚胎有很強(qiáng)的致畸作用。
[0004] 由于手性物質(zhì)的不同對(duì)映體對(duì)生物體的生理活性不同，分離和合成出純凈的對(duì)映 體則是非常重要的。目前分離手性物質(zhì)的方法有色譜拆分法、化學(xué)拆分法、結(jié)晶拆分法、酶 拆分法、膜拆分法等。與其他的拆分方法相比，膜拆分法具有很多優(yōu)勢(shì)，而納米材料又具有 許多獨(dú)特的性能，因此將納米技術(shù)與膜技術(shù)結(jié)合來(lái)研究手性藥物的拆分對(duì)社會(huì)的發(fā)展具有 非常重要的意義。
[0005] 本發(fā)明嘗試基于金納米通道膜技術(shù)和表面增強(qiáng)拉曼光譜，利用金納米通道的獨(dú)特 化學(xué)性質(zhì)以及物質(zhì)SERS信號(hào)的特異性，對(duì)金納米通道膜進(jìn)行修飾，利用此功能化的納米通 道膜對(duì)DL酪氨酸進(jìn)行手性拆分，并采用SERS手段對(duì)分離對(duì)象實(shí)現(xiàn)即時(shí)檢測(cè)。本發(fā)明為手性 氨基酸的拆分以及檢測(cè)提供了新的途徑，也為手性藥物的拆分以及檢測(cè)提供了新的思路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于發(fā)明基于功能性納米通道陣列結(jié)合SERS實(shí)現(xiàn)對(duì)DL酪氨酸進(jìn)行 手性拆分以及在線(xiàn)檢測(cè)的方法，可為手性藥物的拆分檢測(cè)提供新的思路。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0008] 基于功能性納米通道陣列實(shí)現(xiàn)DL酪氨酸的手性拆分的方法，其特征在于，包括以 下步驟：
[0009] (1)金納米通道膜的修飾：
[0010] 采用化學(xué)沉積法在多孔聚碳酸酯（PC)膜上沉積金，將所制得的金納米通道膜浸 泡在L-半胱氨酸溶液中24h，取出用水沖洗三次，室溫下晾干，備用；
[0011] (2) DL酪氨酸手性拆分：
[0012] 采用U形池作為DL酪氨酸手性拆分的裝置，U形池分進(jìn)樣池、分離池兩部分，將步 驟（1)制備的金納米通道膜置于進(jìn)樣池和分離池中間；在U形池的進(jìn)樣池中加入D-酪氨酸 和L-酪氨酸混合溶液，分離池中加入相同體積的水；利用DL-酪氨酸對(duì)映異構(gòu)體混合物通 過(guò)L-半胱氨酸修飾納米通道膜速率的不同實(shí)現(xiàn)DL酪氨酸手性拆分。
[0013] 所述金納米通道膜，其通道孔徑為25nm左右。
[0014] D-酪氨酸和 L-酪氨酸的濃度在 IX l(T12mol/L-l. OX l(T4mol/L。
[0015] 本發(fā)明功能性納米通道陣列結(jié)合SERS實(shí)現(xiàn)對(duì)DL酪氨酸進(jìn)行手性拆分在線(xiàn)檢測(cè)的 方法，包括步驟：
[0016] (1)將銀溶膠、DL酪氨酸、NaCl溶液混合，對(duì)DL酪氨酸進(jìn)行SERS檢測(cè)，找出其特 征峰；
[0017] (2)在U形池的進(jìn)樣池中加入D-酪氨酸和L-酪氨酸混合液，分離池中加入相同體 積的水，利用表面增強(qiáng)拉曼光譜對(duì)分離池中的分離對(duì)象進(jìn)行即時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)。
[0018] 由于DL酪氨酸對(duì)映異構(gòu)體的紫外圖譜幾乎完全相同，因此對(duì)混合物無(wú)法直接進(jìn) 行分離效果的檢測(cè)。本發(fā)明在選定的最優(yōu)條件下，對(duì)混合物進(jìn)行分離，由于表面增強(qiáng)拉曼光 譜能夠區(qū)分DL酪氨酸，可在570nm處測(cè)定D-酪氨酸，且其檢出限達(dá)到1. 0 X 10_12mol/L，因 此可以對(duì)分離對(duì)象DL酪氨酸實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)檢測(cè)。本發(fā)明可以對(duì)DL酪氨酸對(duì)映異構(gòu)體進(jìn)行拆分 及檢測(cè)，拆分及檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單，具有較好的應(yīng)用前景。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1.納米通道膜分離裝置簡(jiǎn)圖。
[0020] 圖2.修飾過(guò)L-半胱氨酸的金納米通道膜的XPS圖。
[0021] 圖3. DL酪氨酸對(duì)映異構(gòu)體通過(guò)金膜的情況，其中A為通過(guò)金膜的DL酪氨酸的濃 度與時(shí)間的關(guān)系圖，B為通過(guò)L-半胱氨酸修飾的金納米通道膜的DL酪氨酸的濃度與時(shí)間 的關(guān)系圖。
[0022] 圖4. DL-酪氨酸對(duì)映異構(gòu)體混合物通過(guò)L-半胱氨酸修飾納米通道膜的表面增強(qiáng) 拉曼光譜圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在此應(yīng)該指出的是，這些實(shí)例僅用于說(shuō) 明本發(fā)明但不限制本發(fā)明的范圍。其次應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明描述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所 限定的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，如操作手冊(cè)， 或按照制造廠(chǎng)商所建議的條件。
[0024] 實(shí)施例1 :金納米通道膜的制備
[0025] 采用化學(xué)沉積法在50nm的多孔聚碳酸酯（PC)膜上沉積金。將PC膜浸入無(wú)水甲 醇中5min，洗去基膜上吸附的雜質(zhì)；然后將清洗后的PC膜浸入0. 025mol/L SnCl2溶液室 溫?fù)u床中放置45min，轉(zhuǎn)速90轉(zhuǎn)/分，使Sn2+均勻地吸附在基膜及膜孔表面，取出用甲醇漂 洗3次；在N 2氣保護(hù)下將膜浸入0. 029mol/L Ag(NH3)2+溶液中l(wèi)Omin，取出用甲醇洗3次， 水洗3次，浸入濃度為7. 9X 10_4mol/L亞硫酸金鈉沉積溶液（pH = 10. 00)中。在4°C下化 學(xué)鍍金3h后取出用水洗3次，再用25% ΗΝ03浸12h除去未反應(yīng)的Ag，水清洗后，N2吹干即 得到Au納米通道陣列膜。
[0026] 實(shí)施例2 :L_半胱氨酸的修飾
[0027] 將所制得的Au納米通道膜浸入lm mol/L的L-半胱氨酸溶液中24h，L-半胱氨酸 即通過(guò)金-硫鍵自組裝在Au納米通道膜上，修飾完畢后將膜取出用超純水清洗三次，室溫 下晾干，備用。
[0028] 圖2為修飾過(guò)L-半胱氨酸的金納米通道膜的XPS圖，從圖上可以看到特征元素硫 元素，說(shuō)明L-半胱氨酸成功地修飾到了金納米通道膜上。
[0029] 實(shí)施例3 :DL酪氨酸手性拆分及其效果測(cè)定
[0030] 按圖1所示，采用U形池作為DL酪氨酸手性拆分的裝置，U形池分進(jìn)樣池、分離池 兩部分，將金納米通道膜置于進(jìn)樣池和分離池中間，膜的有效透過(guò)面積為〇. 196cm2。
[0031] 在U形池的進(jìn)樣池中分別加入1. OX l(T4mol/L D-酪氨酸，1. OX l(T4mol/L L-酪 氨酸各5mL，分離池中加入10mL水，間隔一定時(shí)間用旋光儀檢測(cè)分離池中D-酪氨酸和L-酪 氨酸的量，作出滲透池中物質(zhì)濃度隨時(shí)間的關(guān)系，所得直線(xiàn)斜率之比定義為兩種待測(cè)物的 分尚度。
[0032] 圖3為DL酪氨酸對(duì)映異構(gòu)體通過(guò)金膜的情況，其中A為通過(guò)金膜的DL酪氨酸的 濃度與時(shí)間的關(guān)系圖，B為通過(guò)L-半胱氨酸修飾的金納米通道膜的DL酪氨酸的濃度與時(shí)間 的關(guān)系圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)L-半胱氨酸修飾后的金納米通道能夠選擇性識(shí)別D-酪氨酸， D-酪氨酸的過(guò)膜速率遠(yuǎn)大于L-酪氨酸的過(guò)膜速率。
[0033] 實(shí)施例4 :銀溶膠的制備
[0034] 采用檬酸鈉還原法制備銀溶膠。稱(chēng)取0. 018g硝酸銀于燒杯中，用100ml的超純水 溶解，將其加熱至沸騰，不斷攪拌硝酸銀溶液，同時(shí)將3ml檸檬酸鈉溶液逐滴加入其中，待 檸檬酸鈉溶液加完后，在溶液沸騰狀態(tài)下繼續(xù)加熱lOmin，并不斷攪拌，停止加熱，讓其自然 冷卻到室溫，得到灰綠色銀溶膠。避光保存，備用。
[0035] 實(shí)施例5 :DL酪氨酸混合物的分離檢測(cè)
[0036] 將銀溶膠、1. OX l(T4mol/L的DL酪氨酸、0. 08mol/L的NaCl溶液按體積為10:5:3 的比例混合，一個(gè)小時(shí)后，對(duì)DL酪氨酸進(jìn)行SERS檢測(cè)，找出其特征峰，對(duì)分離池中的分離對(duì) 象進(jìn)行即時(shí)檢測(cè)。
[0037] 圖4為DL-酪氨酸對(duì)映異構(gòu)體混合物通過(guò)L-半胱氨酸修飾納米通道膜的表面增 強(qiáng)拉曼光譜圖。
[0038] 在U形池的進(jìn)樣池中加入1. OX l(T4mol/L D-酪氨酸，1. OX 1(T4L-酪氨酸混合液 10mL，分離池中加入10mL水，利用表面增強(qiáng)拉曼光譜在線(xiàn)檢測(cè)。
[0039] 結(jié)果表明，低于1. OX l(T4m〇l/L的D-酪氨酸和L-酪氨酸可以得到較好的拆分； SERS可以檢測(cè)到1 X l(T12m〇l/L的D-酪氨酸，其特征峰的差別和高靈敏度可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)檢 測(cè)。
【權(quán)利要求】
1. 基于功能性納米通道陣列實(shí)現(xiàn)DL酪氨酸的手性拆分的方法，其特征在于，包括以下 步驟： (1) 金納米通道膜的修飾： 采用化學(xué)沉積法在多孔聚碳酸酯（PC)膜上沉積金，將所制得的金納米通道膜浸泡在 L-半胱氨酸溶液中24h，取出用水沖洗三次，室溫下晾干，備用； (2) DL酪氨酸手性拆分： 采用U形池作為DL酪氨酸手性拆分的裝置，U形池分進(jìn)樣池、分離池兩部分，將步驟 (1)制備的金納米通道膜置于進(jìn)樣池和分離池中間；在U形池的進(jìn)樣池中加入D-酪氨酸和 L-酪氨酸混合溶液，分離池中加入相同體積的水；利用DL-酪氨酸對(duì)映異構(gòu)體混合物通過(guò) L-半胱氨酸修飾納米通道膜速率的不同實(shí)現(xiàn)DL酪氨酸手性拆分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于功能性納米通道陣列實(shí)現(xiàn)DL酪氨酸的手性拆分的方法， 其特征在于，所述金納米通道膜，其通道孔徑為25nm左右。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于功能性納米通道陣列實(shí)現(xiàn)DL酪氨酸的手性拆分的方法， 其特征在于，D-酪氨酸的濃度在1 X 10_12mol/L-l. OX 10_4mol/L與SERS信號(hào)呈線(xiàn)性關(guān)系。
4. 功能性納米通道陣列結(jié)合SERS實(shí)現(xiàn)對(duì)DL酪氨酸進(jìn)行手性拆分在線(xiàn)檢測(cè)的方法，其 特征在于，包括步驟： (1)將銀溶膠、DL酪氨酸、NaCl溶液混合，對(duì)DL酪氨酸進(jìn)行SERS檢測(cè)，找出其特征峰； ⑵在U形池的進(jìn)樣池中加入D-酪氨酸和L-酪氨酸混合液，分離池中加入相同體積的 水，利用表面增強(qiáng)拉曼光譜對(duì)分離池中的分離對(duì)象進(jìn)行即時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01N21/65GK104119244SQ201410301583
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】黃杉生, 謝利, 柳悅, 楊樂(lè)樂(lè), 馬騰飛 申請(qǐng)人:上海師范大學(xué)