CN106378097B - 分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土的制备并将其应用于识别酪氨酸对映体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土并将其应用于识别酪氨酸对映体的方法，包括以下步骤：制备磁性纳米凹凸棒土、制备分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土、识别酪氨酸对映体。本发明的有益效果：分子印迹磁性凹凸棒土的制备方法成本低，制备过程环保无污染，凹凸棒土较大的比表面积可以增加印迹位点的数量，从而提高对于酪氨酸对映体的选择性吸附。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土并将其应用于识别酪氨酸对映体的方法，属于生物技术和材料研究领域。
背景技术
手性选择性是在生命过程中的必然规律，在生物体内手性物质被代谢、摄取等这一系列的过程中往往就会涉及到选择性；除此之外，不同构型的手性物质在生物体内所起到的作用是不一样的，比如L型氨基酸是人体内蛋白质的主要组成部分，最新研究证明某些D型氨基酸可以作为神经调制和神经递质存在于人体内。因此，建立一个廉价、高效、灵敏的手性分析方法是很有必要的。
分子印迹技术是一种对于目标分子具有特异性识别的技术，对于目标分子它具有选择性分离、提取的能力而受到广大关注。根据模板分子于单体分子以共价键与非共价键的方式结合之后，加入交联剂使得单体分子交联而包埋进入聚合物内部，最终可以通过洗脱等方式将模板分子脱出而形成的“空穴”对于目标分子具有较高的选择性。溶胶-凝胶技术是将印迹模板引入到无机物内部，然后通过无机物水解以及洗脱得到分子印迹功能材料，该方法能够有效地克服了有机聚合物溶胀率高、机械性能差的缺点。将分子印迹技术与溶胶-凝胶技术联用能够得到更多高效的识别位点。
硅材料由于其良好的物理化学性能而得到许多研究者的青睐；由于凹凸棒土是一种具有大比表面积的天然资源，因此将其作为载体，以四乙氧基硅烷(TEOS)、氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为单体，L-酪氨酸作为模板制得的分子印迹磁性凹凸棒土对于酪氨酸对映体具有较高的选择性吸附能力。
发明内容
本发明涉及一种采用分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土并将其应用于识别酪氨酸对映体的方法，包括以下步骤：
a、制备磁性纳米凹凸棒土：配制质量比为1:20的凹凸棒土与去离子水的分散液，用100mL含有0.3M的盐酸活化凹凸棒土分散液，在75℃反应，抽滤、洗涤，从而得到酸活化的凹凸棒土。称取2g活化凹凸棒土、4.72g FeCl3·6H2O以及1.72g FeCl2·4H2O于去离子水中，超声分散后，搅拌以形成一个稳定的体系，控制温度为70℃，逐滴滴加10mL氨水，反应45min后进行磁性分离、去离子水洗涤，得到磁性纳米凹凸棒土。
b、制备分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土：配制包括0.5g十六烷基三甲基溴化铵、2.8mL氨丙基三乙氧基硅烷、2.8mL正硅酸四乙酯和20mg L-酪氨酸的混合溶液，然后，称取步骤a制得的磁性纳米凹凸棒土20mg加入到上述配制的混合溶液中，滴加4mL氨水，搅拌12h。待反应结束之后，配制乙酸与乙醇的混合比例为1:9中进行L-酪氨酸(模板分子)的洗脱，得到分子印迹磁性凹凸棒土。
c、识别酪氨酸对映体：将步骤b中制得的分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土置于含有1mML-/D-酪氨酸的磷酸盐缓冲溶液(pH＝7)中吸附一段时间之后，取上层清液于紫外分光光度计中进行检测，最终计算得到吸附量。
进一步，步骤a中反应温度为70℃，氨水的量为10mL，反应时间为45min。
进一步，步骤b中氨丙基三乙氧基甲硅烷、正硅酸四乙酯和氨水的量分别为2.8mL、2.8mL、4mL，乙酸与乙醇混合比为1:9，
进一步，步骤c中L-/D-酪氨酸的浓度为1mM，磷酸缓冲液的pH值7。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为酪氨酸的标准曲线。
图2为分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土对酪氨酸对映体的吸附等温线。
图3为分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土对酪氨酸对映体的吸附动力学曲线。
图4为分子印迹二氧化硅对酪氨酸对映体的吸附动力学曲线。
图5为非印迹二氧化硅磁性凹凸棒土对酪氨酸对映体的吸附动力学曲线。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
在本发明详细叙述和实施例子中所示氨基酸的吸附量是按下述方法算得的：
Qt为t时刻时每克分子印迹材料吸附的酪氨酸的质量(mg/g)，C0，Ct，V，M，m0分别为酪氨酸的起始浓度，吸附之后酪氨酸的浓度，酪氨酸溶液的体积，酪氨酸的摩尔质量，分子印迹材料的质量。
实施例一：
制备分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土的步骤如下：
(1)制备磁性纳米凹凸棒土：配制质量比为1:20的凹凸棒土与去离子水的分散液，用100mL含有0.3M的盐酸活化凹凸棒土分散液，在75℃反应，抽滤、洗涤，从而得到酸活化的凹凸棒土。称取2g活化凹凸棒土、4.72g FeCl3·6H2O以及1.72g FeCl2·4H2O于去离子水中，超声分散后，搅拌以形成一个稳定的体系，控制温度为70℃，逐滴滴加10mL氨水，反应45min后进行磁性分离、去离子水洗涤，得到磁性纳米凹凸棒土。
(2)制备分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土：配制包括0.5g十六烷基三甲基溴化铵、2.8mL氨丙基三乙氧基硅烷、2.8mL正硅酸四乙酯和20mg L-酪氨酸的混合溶液，然后，称取步骤a制得的磁性纳米凹凸棒土20mg加入到上述配制的混合溶液中，滴加4mL氨水，搅拌12h。待反应结束之后，配制乙酸与乙醇的混合比例为1:9中进行L-酪氨酸(模板分子)的洗脱，得到分子印迹磁性凹凸棒土。
将分子印迹二氧化硅修饰的磁性凹凸棒土置于含有1mM L-/D-酪氨酸的磷酸盐缓冲溶液(pH＝7)中吸附一段时间之后，取上层清液于紫外分光光度计中进行检测，最终计算得到吸附量，结果如图3所示，最终分子印迹材料对酪氨酸对映体的平衡吸附量分别为24.3mg/g和15.6mg/g。
实施例二：
分子印迹二氧化硅修饰的磁性凹凸棒土的制备过程与实施例一相同。
将分子印迹二氧化硅修饰的磁性凹凸棒土置于20mL含有不同浓度(0.2mM、0.4mM、0.6mM、0.8mM、1mM、1.2mM、1.4mM、1.6mM、1.8mM)的L-/D-酪氨酸的磷酸盐缓冲溶液(pH＝7)中吸附12h之后，取上层清液于紫外分光光度计中进行检测，最终计算得到吸附量，结果如图2所示。
对比例一：
制备分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土、分子印迹二氧化硅、非印迹二氧化硅修饰的磁性凹凸棒土，比较对酪氨酸对映体的亲和能力，结果如图3、4、5所示，可以发现，分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土对于氨基酸的吸附量以及选择性吸附能力要高于分子印迹二氧化硅，那是由于在凹凸棒土比表面积较大，这使得二氧化硅在其表面印记能产生更多的印迹位点。而非印迹二氧化硅磁性凹凸棒土对氨基酸对映体的吸附能力以及选择性很微弱，那是归因于分子印迹有空间选择性。
本发明制备得到的分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土，制备过程简单，廉价。通过引入凹凸棒土作为支撑材料对于酪氨酸的识别具有显著的效果。
Claims (4)
1.一种利用分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土识别酪氨酸对映体的方法，其特征在于：步骤如下：
a、制备磁性纳米凹凸棒土：配制质量比为1:20的凹凸棒土与去离子水的分散液，用100mL含有0.3M的盐酸活化凹凸棒土分散液，在75℃下反应，待反应结束之后抽滤、洗涤，从而得到酸活化的凹凸棒土；称取2g活化凹凸棒土、4.72g FeCl3·6H2O以及1.72g FeCl2·4H2O于去离子水中，超声分散后，搅拌以形成一个稳定的体系，控制温度为60～80℃，逐滴滴加8～12mL氨水，反应30～60min后进行磁性分离、去离子水洗涤，得到磁性纳米凹凸棒土；
b、制备分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土：配制包括0.5g十六烷基三甲基溴化铵、2～3.5mL氨丙基三乙氧基硅烷、2～3.5mL正硅酸四乙酯和20mg L-酪氨酸的混合溶液，然后，称取步骤a制得的磁性纳米凹凸棒土20mg加入到上述配制的混合溶液中，滴加3～5mL氨水，搅拌12h；待反应结束之后，配制乙酸与乙醇混合比例为1:7～1:11的溶液，在该溶液中进行L-酪氨酸模板分子的洗脱，得到分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土；
c、识别酪氨酸对映体：将步骤b中制得的分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土置于含有0.5～1.5mM L-/D-酪氨酸的磷酸盐缓冲溶液中吸附一段时间之后，取上层清液于紫外分光光度计中进行检测，最终计算得到选择性吸附量。
2.根据权利要求1所述一种利用分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土识别酪氨酸对映体的方法，其特征是：所述步骤a中温度为70℃，氨水的量为10mL，反应时间为45min。
3.根据权利要求1所述一种利用分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土识别酪氨酸对映体的方法，其特征是：所述步骤b中氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸四乙酯和氨水的量分别为2.8mL、2.8mL、4mL，乙酸与乙醇混合比为1:9。
4.根据权利要求1所述一种利用分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土识别酪氨酸对映体的方法，其特征是：所述步骤c中L-/D-酪氨酸的浓度为1mM，磷酸盐缓冲溶液的pH值为7。
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