海藻酸鈉修飾玻碳電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體的選擇性識(shí)別的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海藻酸鈉修飾玻碳電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體的選擇性識(shí)別，屬于電化學(xué)傳感器和分子識(shí)別領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]手性是自然界中的一種普遍現(xiàn)象，如糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)和DNA都是手性分子。手性化合物的分子式相同，但其空間構(gòu)象不同。由于手性分子有著相似的物化性質(zhì)，很難將其區(qū)分開來，但其生物活性卻有很大的差異(比如:藥效和藥物動(dòng)力學(xué)等)。因此，分子識(shí)別在區(qū)分手性分子中起至關(guān)重要的作用。目前，手性分析方法主要有以下幾種:毛細(xì)管電泳法(CE)、高效液相色譜法(HPLC)、熒光檢測(cè)、和電化學(xué)方法。其中毛細(xì)管電泳法的重現(xiàn)性差、高效液相色譜法耗材高、熒光檢測(cè)的應(yīng)用范圍較窄。
[0003]氨基酸及其衍生物是化學(xué)和生物系統(tǒng)的重要組成部分，氨基酸的結(jié)構(gòu)不同，在生命體系中所扮演的角色也不同。L-型氨基酸參與蛋白質(zhì)的合成，而D-型氨基酸不能，甚至在生命體中會(huì)產(chǎn)生不良影響，因此其檢測(cè)識(shí)別方法也一直受到化學(xué)工作者的重視。酪氨酸是人體必需的氨基酸之一，是組成蛋白質(zhì)分子的基本結(jié)構(gòu)單元，生物體內(nèi)不能合成酪氨酸，所以必須從天然產(chǎn)物中獲取。人體可將酪氨酸轉(zhuǎn)換成多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素等等物質(zhì)，進(jìn)行特定的生理作用。酪氨酸具有電活性芳香基團(tuán)，電化學(xué)方法可以體現(xiàn)出立體選擇性的氧化還原反應(yīng)特性，操作簡(jiǎn)單，靈感度高，可以作為一種識(shí)別酪氨酸對(duì)映體潛在的分析技術(shù)。
[0004]海藻酸鈉(SA)是從海藻中提取的一種天然多糖，具有低毒、生物相容性好、成膜性和螯合性優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，其復(fù)合材料已被廣泛應(yīng)用于食品添加劑。目前已報(bào)道SA和APTES硅烷通過分子印跡雜化膜選擇性分離苯丙氨酸異構(gòu)體，這表明SA在手性識(shí)別上的潛在應(yīng)用。本發(fā)明中用海藻酸鈉修飾電極對(duì)以Zn(II)為中心金屬離子的酪氨酸對(duì)映體進(jìn)行選擇性識(shí)別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的是通過海藻酸鈉修飾玻碳電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體進(jìn)行選擇性識(shí)別。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:海藻酸鈉修飾玻碳電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體的選擇性識(shí)別，包括以下步驟:
[0007]a、制備海藻酸鈉修飾玻碳電極(SA/GCE):配制海藻酸鈉溶液(溶劑為0.1M KCl,PH = 6.1)，采用恒電位沉積在玻碳電極表面，得到SA/GCE修飾電極；
[0008]b、制備海藻酸鈉、Zn(II)和酪氨酸的修飾電極(SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr):將步驟a中制得的SA/GCE修飾電極靜置在含ZnClJA L_/D_Tyr溶液(pH = 6.2)中，得到SA/GCE-Zn (II) -L-/D-Tyr 修飾電極。
[0009]c、將步驟b中制得的SA/GCE-Zn (II) -L-/D_Tyr修飾電極在鐵氰化鉀溶液(pH =6.4)中進(jìn)行循環(huán)伏安和電化學(xué)阻抗表征，進(jìn)行識(shí)別。
[0010]進(jìn)一步地，步驟a中海藻酸鈉的濃度為1.8?2.2g/L，反應(yīng)溫度為25?35°C，沉積電位為0.3?0.7V，沉積時(shí)間為90?210s。
[0011]進(jìn)一步地，步驟b中ZnClJ^濃度為0.04?0.06mM, L_/D_Tyr的濃度為0.1?0.3mM，鐵氰化鉀的濃度為0.05?0.2M，反應(yīng)溫度為25?35 °C，反應(yīng)時(shí)間為10?40min。
[0012]進(jìn)一步地，步驟c中循環(huán)伏安的電位范圍為-0.2?0.6V，掃描速度為0.lV/s ;電化學(xué)阻抗測(cè)試在給定開路電壓的頻率范圍為0.01?16Hz,幅度為0.005?0.01V。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:海藻酸鈉、Zn(II)和酪氨酸修飾電極的制備方法簡(jiǎn)便易行，制備過程環(huán)保無污染，以這種修飾電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體進(jìn)行識(shí)別的識(shí)別效率較高、操作時(shí)間短、簡(jiǎn)便易行。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說明。
[0015]圖1為實(shí)施例一中SA修飾電極對(duì)Zn(II)-Tyr對(duì)映體識(shí)別的循環(huán)伏安圖；圖1中a:GCE, b:SA/GCE, c:SA/GCE-Zn(II)-L-Tyr, d:SA/GCE_Zn(II)-D-Tyr。
[0016]圖2為實(shí)施例二中SA修飾電極對(duì)Zn (II) -Tyr對(duì)映體識(shí)別的阻抗圖；圖2中a:GCE，b:SA/GCE，c:SA/GCE-Zn(II)-L-Tyr, d:SA/GCE_Zn(II)-D-Tyr。
[0017]圖3為實(shí)施例三中沉積電位對(duì)識(shí)別能力的影響。
[0018]圖4為實(shí)施例四中沉積時(shí)間對(duì)識(shí)別能力的影響。
[0019]圖5為對(duì)比例一中GCE電極有無修飾SA對(duì)Zn (II) -Tyr對(duì)映體識(shí)別的氧化還原電流差值;A:GCE，B: SA/GCE ο
[0020]圖6為對(duì)比例二中SA修飾電極對(duì)有無Zn (I I)對(duì)Tyr對(duì)映體識(shí)別的氧化還原電流差值;A:無 Zn(II)，B:有 Zn(II)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
[0022]實(shí)施例一:
[0023](I)配制2.0g/L海藻酸鈉溶液(溶劑為0.1M KCl)，采用恒電位將海藻酸鈉沉積在玻碳電極表面，沉積電壓為0.4V，沉積時(shí)間為180s，得到SA/GCE修飾電極。
[0024](2)將步驟⑴得到的電極靜置在含0.05mM ZnCljP 0.2mM L-/D_Tyr的溶液中20min，得到 SA/GCE-Zn (II) -L-/D-Tyr 修飾電極。
[0025](3)將步驟(2)得到的電極靜置在0.1M鐵氰化鉀溶液中，采用循環(huán)伏安法進(jìn)行表征，電位范圍為-0.2?0.6V，掃速為0.lV/s。計(jì)算氧化還原電流差值Λ I (Il-1d)。
[0026]實(shí)施例二:
[0027](I)按照實(shí)施例一中步驟⑴和⑵制備SA/GCE-Zn (II)-L-/D-Tyr修飾電極。
[0028](2)將步驟⑴制得的電極靜置在0.1M鐵氰化鉀溶液中，采用電化學(xué)阻抗法進(jìn)行表征，頻率范圍為0.01?16Hz,幅度為0.005Vo
[0029]實(shí)施例三:
[0030]考察不同沉積電位下海藻酸鈉修飾電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體識(shí)別能力的差異。SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr修飾電極的制備同實(shí)施例一，分別采用0.3V、0.4V、0.5V、0.6V、0.7V的沉積電位，進(jìn)行酪氨酸對(duì)映體的識(shí)別，其結(jié)果見圖3，可見當(dāng)施加的沉積電位為0.4V時(shí)，形成的海藻酸鈉的膜的厚度最適合，電極表面的膜裸露的面積最大，可以盡可能多的與Zn(II)-L-/D-Tyr 結(jié)合。
[0031]實(shí)施例四:
[0032]考察不同沉積時(shí)間下海藻酸鈉修飾電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體識(shí)別能力的差異。SA/GCE-Zn (II) -L-/D-Tyr修飾電極的制備同實(shí)施例一，分別采用90s、120s、150s、180s、21s的沉積時(shí)間，進(jìn)行酪氨酸對(duì)映體的識(shí)別，其結(jié)果見圖4。在沉積時(shí)間為180s時(shí)，SA修飾電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體識(shí)別效果最好，沉積時(shí)間過少時(shí)，負(fù)價(jià)態(tài)的海藻酸鹽還沒有完全吸附到正價(jià)態(tài)的玻碳電極表面，使得形成的海藻酸鈉的膜的質(zhì)量達(dá)不到需要的實(shí)驗(yàn)效果。當(dāng)沉積時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，吸附電極表面的海藻酸鈉數(shù)量偏多，使得形成的海藻酸鹽的膜厚較厚，不利于SA與Zn(II)-L-/D-Tyr相互作用，從而影響酪氨酸對(duì)映體的識(shí)別效果。
[0033]對(duì)比例一:
[0034](I)將 GCE 電極靜置在 0.05mM ZnClJA 0.2mM L_/D_Tyr 溶液中 20min。
[0035](2)將步驟(I)制得的電極靜置在0.1M鐵氰化鉀溶液中，采用循環(huán)伏安法進(jìn)行表征，電位范圍為-0.2?0.6V，掃速為0.lV/s。計(jì)算氧化還原電流差值Λ I (Il-1d)。
[0036]結(jié)果見圖5，可見SA修飾電極較GCE對(duì)酪氨酸對(duì)映體有更好的識(shí)別能力。因?yàn)镾A可以和Zn(II)、酪氨酸形成三元配位體系，有利于和海藻酸鈉發(fā)生配體交換，從而提高其識(shí)別能力。
[0037]對(duì)比例二:
[0038](I)按照實(shí)施例一中步驟⑴的方法制備SA/GCE修飾電極。
[0039](2)將步驟(I)制得的電極靜置在0.2mM L_/D_Tyr溶液中20min。
[0040](3)將步驟(2)制得的電極靜置在0.1M鐵氰化鉀溶液中，采用循環(huán)伏安法進(jìn)行表征，電位范圍為-0.2?0.6V，掃速為0.lV/s。計(jì)算氧化、還原電流差值Λ I (Il-1d)。
[0041]結(jié)果見圖6，可見加入Zn (II)的識(shí)別效果明顯優(yōu)于不加Zn (II)。因?yàn)閆n (II)的加入，可以和酪氨酸形成配位化合物，有利于和海藻酸鈉發(fā)生配體交換，形成三元配位體系，從而提尚其識(shí)別能力。
[0042]本發(fā)明制得的海藻酸鈉修飾的玻碳電極手性傳感器對(duì)Zn(II)-D-Tyr的吸附量明顯大于對(duì)Zn (II) -L-Tyr的吸附量，表明SA-Zn (II) -Tyr三元配合物手性傳感器對(duì)酪氨酸對(duì)映體具有一定的識(shí)別能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于海藻酸鈉修飾的玻碳電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體的選擇性識(shí)別，步驟如下: a、制備海藻酸鈉修飾的玻碳電極(SA/GCE):配制海藻酸鈉溶液(溶劑為0.1M KCl,pH=6.1)，采用恒電位沉積在玻碳電極表面，得到SA/GCE修飾電極； b、制備海藻酸鈉、Zn(II)和酪氨酸的修飾電極(SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr):將步驟a中制得的SA/GCE修飾電極分別靜置在含ZnClJA L-/D-酪氨酸(Tyr)溶液(pH = 6.2)中，得到 SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr 修飾電極； c、將步驟b中制得的SA/GCE-Zn(II)-L-/D-Tyr修飾電極在鐵氰化鉀溶液(pH= 6.4)中進(jìn)行循環(huán)伏安和阻抗表征，進(jìn)行識(shí)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于海藻酸鈉修飾的玻碳電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體的選擇性識(shí)別，其特征是:所述步驟a中海藻酸鈉的濃度為1.8?2.2g/L，反應(yīng)溫度為25?35°C，沉積電位為0.3?0.7V，沉積時(shí)間為90?210s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于海藻酸鈉修飾的玻碳電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體的選擇性識(shí)別，其特征是:所述步驟b中，ZnClJ^濃度為0.04?0.06mM，L_/D_Tyr的濃度為0.1?0.3mM，鐵氰化鉀的濃度為0.05?0.2M，反應(yīng)溫度為25?35 °C，反應(yīng)時(shí)間為10?40min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于海藻酸鈉修飾的玻碳電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體的選擇性識(shí)別，其特征是:所述步驟c中，循環(huán)伏安的電位范圍為-0.2?0.6V，掃描速度為0.lV/s ;阻抗測(cè)試在給定開路電壓的頻率范圍為0.01?16Hz,幅度為0.005?0.01V。
【專利摘要】本發(fā)明涉及海藻酸鈉修飾玻碳電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體的選擇性識(shí)別，包括以下步驟：制備海藻酸鈉修飾電極、制備海藻酸鈉、Zn(II)和酪氨酸的修飾電極、對(duì)酪氨酸對(duì)映體的選擇性識(shí)別。本發(fā)明的有益效果是：海藻酸鈉、Zn(II)和酪氨酸修飾電極的制備方法簡(jiǎn)便易行，制備過程環(huán)保無污染，以該修飾電極對(duì)酪氨酸對(duì)映體進(jìn)行識(shí)別的識(shí)別效率高、操作時(shí)間短、簡(jiǎn)便易行。
【IPC分類】G01N27-48, G01N27-333
【公開號(hào)】CN104749237
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510142464
【發(fā)明人】孔泳, 鮑麗平, 黎珊, 陶永新, 戴江英
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日