CN103743784B

CN103743784B - 基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器及其在缬氨酸甲酯检测中的应用

Info

Publication number: CN103743784B
Application number: CN201310686828.2A
Authority: CN
Inventors: 段爱红; 王帮进
Original assignee: Yunnan Normal University
Current assignee: Yunnan Normal University
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103743784A

Abstract

本发明公开了一种基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器及其在缬氨酸甲酯检测中的应用。取四（4-叔丁基苯基）、增塑剂和PVC溶于四氢呋喃后，制得PVC膜，晾干，切取一片粘于PVC管的一端，管内灌注内充液，插入Ag/AgCl内参比电极，即得到PVC膜电极，与甘汞电极组合构成对映体电位传感器。将改对映体电位传感器用于检测缬氨酸甲酯对映体。线性范围10^-4～10^-1mol·L^-1，斜率-39.5mV？dec^-1，检测限3.548×10^-4mol·L^-1，电极能对缬氨酸甲酯进行手性检测，其对映选择性系数lg

Description

基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器及其在缬氨酸甲酯检测中的应用

技术领域

本发明属于光学对映体检测技术领域，具体涉及一种基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器。同时本发明还涉及所述的基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器在缬氨酸甲酯检测中的应用。

背景技术

具有手性的化合物的两个对映体之间不仅具有不同的光学性质和物理化学性质，而且具有不同的生物活性。比如在药理上，手性药物的对映体不同，其生物学活性、毒性、代谢和药效完全不同。可能存在以下几种情况：只有一种对映体有药理活性，而另一种无显著的药理作用；对映体中，一个有活性而另一个可发生拮抗作用；两个对映体具有等同或相近的药理活性，有时两个对映体都有相近的活性，但从全面平衡仍宜选用单一对映体；两个对映体具有完全不同的生理活性，例如其中一种对映体是食欲抑制剂，另一种则是精神振奋剂；两个对映体中一个有活性，另一个不仅没有活性反而有毒副作用。由于之前对手性药物认识的不足有了许多惨痛的教训，这些使人们认识到，药物必须注意它们不同的构型。

目前液相色谱仪、气相色谱仪、毛细管电泳仪等可用于手性化合物对映体的识别和测定，但这些仪器以及手性分离柱都较为昂贵，操作比较麻烦，耗时，其广泛应用受到一定限制。对映体电位传感器检测手性化合物的方法是一种操作简单、经济、快速的新型对映体分析方法。

缬氨酸属人体必需氨基酸之一，在人体中起到调节血糖剂，促进生长，以及向人体组织输送氮和清除肝脏中多余氮的作用。但L型的缬氨酸在人体中的生理效果是D型缬氨酸的两倍。常规合成方法所得到的缬氨酸产物均为两种构型混合的外消旋体，所以对缬氨酸两种构型的识别检测非常重要。

迄今，未见基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器及其在缬氨酸甲酯检测中的应用的公开报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器。

本发明的目的还在于提供所述基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器在缬氨酸甲酯检测中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。

一种基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器，由下述步骤的方法制备得到：

（1）按重量份称取四（4-叔丁基苯基）硼酸钾3～4份，增塑剂64～66份和PVC32～33份，溶解在600份四氢呋喃中；

（2）当各成分完全溶解后，将溶液倾倒于玻璃板上自然展开，在室温下放置23～25小时后得到PVC膜；

（3）将制得的PVC膜用PVC浓度为8%的四氢呋喃溶液粘于PVC空心管的一端，放置10min，待溶剂完全挥发后向管内灌注KCl内充液，插入Ag/AgCl内参比电极，得到PVC膜电极；

（4）由PVC膜电极与甘汞电极组合构成对映体电位传感器，传感器表达式如下：

Hg-Hg₂Cl₂︱KCl(satd.)|测试液︱PVC膜︱0.1mol·L^-1KCl|AgCl-Ag。

其中，步骤（1）中所述的增塑剂优选为：o-NPOE，DOS，DBS或BBPA中的一种。

步骤（3）中所述的PVC空心管的内径为8mm，外径为10mm、长为10cm。

基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器在缬氨酸甲酯检测中的应用，具体包括以下步骤：

（1）先将所述的基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器的膜电极浸泡于用缓冲液配制的0.1mol·L^-1的L-缬氨酸甲酯溶液中活化1d，备用；

（2）用缓冲液为溶剂，分别配制浓度为0.1mol·L^-1的L-缬氨酸甲酯溶液和D-缬氨酸甲酯标准溶液，然后分别依次稀释到10^-2，10^-3，10^-4，10^-5，10^-6mol·L^-1待测；

（3）检测时将对映体电位传感器的膜电极和甘汞电极接到pH计上并同时插入待测液中；

（4）用缓冲液洗空白值至电极电位恒定，然后依次从最低浓度至最高浓度检测L-缬氨酸甲酯标准溶液的电位响应值；

（5）再用缓冲液洗空白值至电极电位恒定，然后依次从最低浓度至最高浓度检测D-缬氨酸甲酯标准溶液的电位响应值；

（6）应用步骤（4）和（5）的检测结果，以缬氨酸甲酯电位响应值为纵坐标，缬氨酸甲酯浓度为横坐标绘制能斯特响应曲线图，作为标准曲线；

（7）取待测缬氨酸甲酯，用缓冲液稀释成浓度为0.001mol·L^-1的待测试样，检测其电位响应值，对照步骤（6）所绘制的标准曲线查找对应的浓度数值，再由溶液浓度计算公式即可得到待测缬氨酸甲酯中L-缬氨酸甲酯的准确含量。

所述的缓冲液优选pH=8.0的硼酸-硼砂缓冲液。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、分析速度快，用少量样品即可实现测量，成本低，经济，环保；

2、测量范围广、灵敏度高，一般可达4～6个浓度数量级范围。

3、所需设备简单、操作方便，适合现场测定，不需太多的设备费用及维护费用。

附图说明

图1为四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的分子结构式；

图2为应用实施例1中对映异构体标准样品经对映体电位传感器检测谱图；

图3为应用实施例2中对映异构体标准样品经对映体电位传感器检测谱图；

图4为应用实施例3中对映异构体标准样品经对映体电位传感器检测谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的内容作进一步的详细描述。但附图和实施例并不是对本发明技术方案的限定。

实施例1

按重量份称取4份四（4-叔丁基苯基）硼酸钾，64份增塑剂“o-NPOE”和32份PVC，溶解在600份四氢呋喃中；当各成分完全溶解后，将溶液倾倒于玻璃板上自然展开，在室温下放置24小时后得到PVC膜；将制得的PVC膜用PVC浓度为8%的四氢呋喃溶液粘于内径为8mm，外径为10mm、长为10cm的PVC管的一端，放置10min，待溶剂完全挥发后向管内灌注KCl内充液，插入Ag/AgCl内参比电极，得到PVC膜电极；将PVC膜电极与甘汞电极组合构成所需的对映体电位传感器。传感器表达式如下：

Hg-Hg₂Cl₂︱KCl(satd.)|测试液︱PVC膜︱0.1mol·L^-1KCl|AgCl-Ag。

实施例2

重复实施例1，有以下不同点：PVC膜组分的重量份组成为：3份四（4-叔丁基苯基）硼酸钾，64.7份增塑剂“DBS”和32.3份PVC。

实施例3

重复实施例1，有以下不同点：3份四（4-叔丁基苯基）硼酸钾，65份增塑剂“DOS”和32.5份PVC。

实施例4

重复实施例1，有以下不同点：4份四（4-叔丁基苯基）硼酸钾，66份增塑剂“BBPA”和33份PVC。

应用实施例1

采用实施例1所制得的基于四（4-叔丁基苯基）硼酸钾的对映体电位传感器检测缬氨酸甲酯试样。

膜电极在测定电位前浸泡于用pH8.0的硼酸-硼砂缓冲液配制的0.1mol·L^-1的L-缬氨酸甲酯溶液中活化1d；用pH8.0的硼酸-硼砂缓冲液为溶剂，分别配制浓度为0.1mol·L^-1的L-缬氨酸甲酯标准溶液和D-缬氨酸甲酯标准溶液，然后分别依次稀释到10^-2，10^-3，10^-4，10^-5，10^-6mol·L^-1待测；检测时将膜电极和甘汞电极接到pH计上并同时插入待测液中，装置如下：Hg-Hg₂Cl₂︱KCl(satd.)|测试液︱PVC膜︱0.1mol·L^-1KCl|AgCl-Ag；先用pH=8.0硼酸-硼砂缓冲液洗空白值至电极电位恒定，每次15～20mL，然后依次从最低浓度至最高浓度检测L-缬氨酸甲酯标准溶液的电位响应值；测定完成后用pH=8.0的硼酸-硼砂缓冲液洗空白值至电极电位恒定，再依次从最低浓度至最高浓度检测D-缬氨酸甲酯标准溶液的电位响应值，绘制能斯特响应标准曲线。pH8.0的硼酸-硼砂缓冲液为溶剂，配制浓度为0.001mol·L^-1的缬氨酸甲酯试样（人工混合，m_{D-缬氨酸甲酯}：m_{L-缬氨酸甲酯}=8:2）溶液；用pH=8.0硼酸-硼砂缓冲液洗空白值至电极电位恒定，每次15～20mL，然后检测缬氨酸甲酯试样溶液的电位响应值（-14mV）；由图2中L-缬氨酸甲酯标准曲线查得试样溶液中L-缬氨酸甲酯的浓度为7.943×10^-4mol·L^-1，由溶液浓度计算公式及质量分数公式可得试样中L-缬氨酸甲酯的含量为79.43%。

如图2所示，两种不同构型缬氨酸甲酯的能斯特曲线线性响应部分斜率的较大差异，体现了传感器对L-缬氨酸甲酯实现了选择性识别检测。实验结果表明：传感器能优先响应L-缬氨酸甲酯，线性范围10^-4～10^-1mol·L^-1，斜率-39.5mVdec^-1，检测限3.548×10^-4mol·L^-1，传感器能对缬氨酸甲酯进行对映体检测，其对映选择性系数lg为-2.20，能准确检测L-缬氨酸甲酯试样的含量。

应用实施例2

采用实施例2所制得的四（4-叔丁基苯基）硼酸钾对映体电位传感器检测缬氨酸甲酯试样。

重复应用实施例1，有以下不同点：

如图3所示，传感器对L-缬氨酸甲酯优先响应，线性响应范围10^-4～10^-1mol·L^-1，斜率为-36.5mVdec^-1，检测限3.890×10^-4mol·L^-1，对映选择性系数lg为-2.00。缬氨酸甲酯试样溶液响应值为-12mV，由图3中的标准曲线查得的L-缬氨酸甲酯浓度为8.317×10^-4mol·L^-1。

应用实施例3

采用实施例3所制得的四（4-叔丁基苯基）硼酸钾对映体电位传感器检测缬氨酸甲酯试样。

重复应用实施例1，有以下不同点：

如图4所示，传感器对L-缬氨酸甲酯优先响应，线性响应范围10^-4～10^-1mol·L^-1，斜率为-39.5mVdec^-1，检测限4.898×10^-4mol·L^-1，对映选择性系数lg为-1.97。缬氨酸甲酯试样溶液响应值为-11mV，由图4中的标准曲线查得的L-缬氨酸甲酯浓度为9.550×10^-4mol·L^-1。

Claims

1.基于四(4-叔丁基苯基)硼酸钾的对映体电位传感器在缬氨酸甲酯检测中的应用，具体包括以下步骤：

(1)先将所述的基于四(4-叔丁基苯基)硼酸钾的对映体电位传感器的膜电极浸泡于用缓冲液配制的0.1mol·L^-1的L-缬氨酸甲酯溶液中活化1d，备用；

(2)用缓冲液为溶剂，分别配制浓度为0.1mol·L^-1的L-缬氨酸甲酯溶液和D-缬氨酸甲酯标准溶液，然后分别依次稀释到10^-2，10^-3，10^-4，10^-5，10^-6mol·L^-1待测；

(3)检测时将对映体电位传感器的膜电极和甘汞电极接到pH计上并同时插入待测液中；

(4)用缓冲液洗空白值至电极电位恒定，然后依次从最低浓度至最高浓度检测L-缬氨酸甲酯标准溶液的电位响应值；

(5)再用缓冲液洗空白值至电极电位恒定，然后依次从最低浓度至最高浓度检测D-缬氨酸甲酯标准溶液的电位响应值；

(6)应用步骤(4)和(5)的检测结果，以缬氨酸甲酯电位响应值为纵坐标，缬氨酸甲酯浓度为横坐标绘制能斯特响应曲线图，作为标准曲线；

(7)取待测缬氨酸甲酯，用缓冲液稀释成浓度为0.001mol·L^-1的待测试样，检测其电位响应值，对照步骤(6)所绘制的标准曲线查找对应的浓度数值，再由溶液浓度计算公式即可得到待测缬氨酸甲酯中L-缬氨酸甲酯的准确含量；

所述的基于四(4-叔丁基苯基)硼酸钾的对映体电位传感器，由下述步骤的方法制备得到：

(1)按重量份称取四(4-叔丁基苯基)硼酸钾3～4份，增塑剂64～66份和PVC32～33份，溶解在600份四氢呋喃中；

(2)待各成分完全溶解后，将溶液倾倒于玻璃板上自然展开，在室温下放置23～25小时后得到PVC膜；

(3)将制得的PVC膜用PVC浓度为8％的四氢呋喃溶液粘于PVC空心管的一端，放置10min，待溶剂完全挥发后向管内灌注KCl内充液，插入Ag/AgCl内参比电极，得到PVC膜电极；

(4)由PVC膜电极与甘汞电极组合构成对映体电位传感器，传感器表达式如下：

Hg-Hg₂Cl₂︱KCl(satd.)|测试液︱PVC膜︱0.1mol·L^-1KCl|AgCl-Ag。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述的缓冲液为pH＝8.0的硼酸-硼砂缓冲液。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：基于四(4-叔丁基苯基)硼酸钾的对映体电位传感器的制备方法中，所述的增塑剂为：o-NPOE，DOS，DBS或BBPA中的一种。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：基于四(4-叔丁基苯基)硼酸钾的对映体电位传感器的制备方法中，所述的PVC空心管的内径为8mm，外径为10mm、长为10cm。