CN108445064B - 一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法 - Google Patents

一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108445064B
CN108445064B CN201810178226.9A CN201810178226A CN108445064B CN 108445064 B CN108445064 B CN 108445064B CN 201810178226 A CN201810178226 A CN 201810178226A CN 108445064 B CN108445064 B CN 108445064B
Authority
CN
China
Prior art keywords
serum albumin
bovine serum
quantum dot
graphene quantum
composite material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810178226.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108445064A (zh
Inventor
孔泳
郭莉丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201810178226.9A priority Critical patent/CN108445064B/zh
Publication of CN108445064A publication Critical patent/CN108445064A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108445064B publication Critical patent/CN108445064B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法。包括以下步骤：制备石墨烯量子点溶液、制备牛血清白蛋白溶液、制备石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料、制备石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极、电化学法识别色氨酸对映体。本发明的有益效果是：石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极的制备方法简单环保；且由于牛血清白蛋白具有一定的手性环境，石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极对色氨酸对映体有着较好的识别能力。

Description

一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋 白复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法，属于生物技术以及电化学领域。
技术背景
手性和手性分析在现代化学和化学技术中具有重要意义，因此开发简单而智能的对映选择性测定装置已成为生命科学和许多其他相关领域的研究热点。目前，最常见的用于对映体选择性检测的色谱法和电子迁移法因成本高和耗时长的缺点而受到影响。氨基酸是生命体的分子结构单元，在生命体系等许多相关领域起着至关重要的作用。氨基酸是重要的对映体化合物，它的不同结构在生命科学中扮演着不同甚至相反的角色。因此氨基酸的手性识别在生命科学中具有重要意义。近来，我们团队已经报道了基于多糖手性界面对氨基酸对映体进行电化学手性识别的工作。然而，就我们所知，使用生物结构如氨基酸，肽和蛋白质进行电化学手性识别方面进展甚微。
血清白蛋白是一种重要的蛋白质，其属于球状蛋白，形状接近于球形或椭球形，其多肽键结合折叠紧密，疏水的氨基侧链位于分子内，亲水的侧链在外面暴露于水溶剂，因此在水中的溶解性非常好。此项发明中的牛血清白蛋白，是牛血清中的一种球蛋白，又称第五组分，等电点为4.7，是由583个氨基酸残基组成的多肽链，其中35个半胱氨酸组成17个二硫键。牛血清白蛋白的二级结构为高度的α-螺旋结构，是一种天然的手性选择剂。
动植物在分子水平上的作用机制是极其相似的，这些作用都是通过电子在一系列的蛋白质之间的传递而实现的。当前，生命科学是最为活跃的研究领域，其研究已引起了包括电化学家在内的众多学科领域的专家们的极大兴趣。多学科交叉现象在生命科学中具有最为明显的体现，化学学科为解决生物学中许多重要问题已做出了突破性的贡献。现在为众多科学家所普遍接受的看法是，大多数生物化学反应过程其本质上是电化学过程，生物现象的许多方面都涉及电势与电流，而对这些现象的阐明在许多方面必须借助于电化学。因此，电化学研究方法是研究、揭示生命奥秘的有利工具之一。蛋白质在生命运动中起着重要的作用，它的电化学行为研究成为生物电化学研究的一个重要分支，所以研究蛋白质分子与电极之间的电子转移过程很有意义。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法。将石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰于玻碳电极后能够有效的识别色氨酸对映体。
一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、制备石墨烯量子点溶液：取2g一水合柠檬酸加入坩埚中，用程控箱式电炉在200℃条件下加热反应30min，反应结束后，取出固体样品，加入10mL超纯水，超声溶解，待产物充分溶解后，抽滤得黄色透明溶液；
b、制备牛血清白蛋白溶液：将牛血清白蛋白加入1mL 0.005～0.015M pH为6～8的磷酸二氢钠溶液中，配成一定浓度的牛血清白蛋白溶液；
c、制备石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料：取5mL步骤a制备的石墨烯量子点溶液于烧杯中，加入一定量的N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，在室温下搅拌0.5h后，将一定量步骤b制备的牛血清白蛋白溶液加入其中，在室温下搅拌一定时间，离心分离得相应的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料；
d、制备石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极：将步骤c制备得到的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料溶解于1mL的超纯水中，用移液枪移取该复合材料滴加至玻碳电极表面，在一定温度下孵育一定时间，即可获得相应的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极；
e、电化学法识别色氨酸对映体：采用差分脉冲法来识别色氨酸对映体，将石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极静置于20～30mL色氨酸对映体溶液中一定时间，在0.4～1.2V的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后修饰电极在20～30mL0.1～0.3M pH为6～8的磷酸二氢钠溶液中扫稳以恢复电极活性。
进一步地，步骤a中石墨烯量子点溶液的浓度为1～3mg/mL。
进一步地，步骤b中牛血清白蛋白溶液的浓度为4～6mg/mL。
进一步地，步骤c中加入石墨烯量子点溶液中的N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐均为60～100mg。
进一步地，步骤c中加入石墨烯量子点溶液中的牛血清白蛋白溶液的体积为300～500μL。
进一步地，步骤c中搅拌时间为20～30h。
进一步地，步骤d中移液枪移取的复合材料的体积为1～10μL。
进一步地，步骤d中孵育温度0～8℃。
进一步地，步骤d中孵育时间20～30h。
进一步地，步骤e中色氨酸对映体的浓度为0.1～1mM。
进一步地，步骤e中静置时间为30～90s。
本发明的有益效果是：石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法简单环保；且由于牛血清白蛋白具有一定的手性环境，石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极对色氨酸对映体有着较好的识别能力。
附图说明
下面结合附图对本实验进一步说明。
图1为实施例一中石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的场发射扫描电镜图。
图2为实施例二中石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极以及单一的牛血清白蛋白修饰电极的循环伏安图。
图3为实施例三中石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极对色氨酸对映体的识别效果图。
图4为对比例一中牛血清白蛋白修饰电极对色氨酸对映体的识别效果柱形图；A：牛血清白蛋白修饰电极；B：石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极。
图5为对比例一中牛血清白蛋白修饰电极的场发射扫描电镜图。
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。
本发明所述石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极对色氨酸对映体按下述方法进行识别：
RL/D＝IL/ID
式中，RL/D表示色氨酸对映体氧化峰电流比值，IL和ID分别表示L-色氨酸和D-色氨酸在差分脉冲伏安图上的氧化峰电流值。
实施例一：
石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备包括以下几个步骤：
(1)取2g一水合柠檬酸加入坩埚中，用程控箱式电炉在200℃条件下加热反应30min。反应结束后，取出固体样品，加入10mL超纯水，超声溶解。待产物充分溶解后，抽滤得黄色透明溶液，配制成2mg/mL的石墨烯量子点溶液。
(2)取5mg牛血清白蛋白加入1mL 0.01M pH为7.4的磷酸二氢钠溶液中，配成5mg/mL的牛血清白蛋白溶液。
(3)取5mL步骤(1)制备的石墨烯量子点溶液于烧杯中，加入N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐各80mg，在室温下搅拌0.5h后，将400μL步骤(2)制备的牛血清白蛋白溶液加入其中，在室温下搅拌24h，离心分离得相应的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料。
(4)将步骤(3)制备得到的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料溶解于1mL的超纯水中，用移液枪移取5μL该复合材料滴加至玻碳电极表面，在4℃下孵育24h，即可获得相应的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极。
附图1为石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的场发射扫描电镜图，从附图1看出石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料表面粗糙，有些许孔洞形貌。
实施例二：
将实施例一制备得到的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极以及单一的牛血清白蛋白修饰电极静置在5mM铁氰化钾溶液中，在-0.2～0.6V的电化学窗口下采用循环伏安法对该修饰电极进行表征，扫速为0.1V/s，扫描圈数为20圈，其结果如附图2所示，石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极以及单一的牛血清白蛋白修饰电极所示的是可逆对称的循环伏安图。
实施例三：
将实施例一制备得到的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极静置在25mL0.5mM的色氨酸对映体溶液中，静置60s后在0.4～1.2V的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后，修饰电极在25mL pH＝7的0.1M磷酸二氢钠中扫稳以恢复电极活性。石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极对色氨酸对映体的识别效果图见附图3，石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极对色氨酸对映体具有一定的识别效果(RL/D为4.87)。
对比例一：
牛血清白蛋白修饰电极识别色氨酸对映体包括以下几个步骤：
(1)取5mg牛血清白蛋白加入1mL 0.01M pH为7.4的磷酸二氢钠溶液中，配成5mg/mL的牛血清白蛋白溶液。
(2)用移液枪移取5μL步骤(1)制备得到的牛血清白蛋白溶液滴加至玻碳电极表面，在4℃下孵育24h，即可获得相应的牛血清白蛋白修饰电极；
(3)将步骤(2)中制备好的牛血清白蛋白修饰电极静置在25mL 0.5mM的色氨酸对映体溶液中，静置60s后在0.4～1.2V的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后，修饰电极在25mL pH＝7的0.1M磷酸二氢钠中扫稳以恢复电极活性。如附图4所示，牛血清白蛋白修饰电极对色氨酸对映体的氧化峰电流比值为2.54不是很理想，这是因为牛血清白蛋白修饰电极表面光滑没有孔洞，从而不利于色氨酸分子进入其手性环境。牛血清白蛋白修饰电极的场发射扫描电镜图如附图5所示。

Claims (6)

1.一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法，步骤如下：
a、制备石墨烯量子点溶液：取2g一水合柠檬酸加入坩埚中，用程控箱式电炉在200℃条件下加热反应30min，反应结束后，取出固体样品，加入10mL超纯水，超声溶解，待产物充分溶解后，抽滤得黄色透明溶液；
b、制备牛血清白蛋白溶液：将牛血清白蛋白加入1mL 0.005～0.015M pH为6～8的磷酸二氢钠溶液中，配成一定浓度的牛血清白蛋白溶液；
c、制备石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料：取5mL步骤a制备的石墨烯量子点溶液于烧杯中，加入一定量的N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，在室温下搅拌0.5h后，将一定量步骤b制备的牛血清白蛋白溶液加入其中，在室温下搅拌一定时间，离心分离得相应的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料；
d、制备石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极：将步骤c制备得到的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料溶解于1mL的超纯水中，用移液枪移取该复合材料滴加至玻碳电极表面，在一定温度下孵育一定时间，即可获得相应的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极；
e、电化学法识别色氨酸对映体：采用差分脉冲伏安法来识别色氨酸对映体，将石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料修饰电极静置于20～30mL色氨酸对映体溶液中一定时间，在0.4～1.2V的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后修饰电极在20～30mL0.1～0.3M pH为6～8的磷酸二氢钠溶液中扫稳以恢复电极活性。
2.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤a中石墨烯量子点溶液的浓度为1～3mg/mL。
3.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤b中牛血清白蛋白溶液的浓度为4～6mg/mL。
4.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤c中加入石墨烯量子点溶液中的N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐均为60～100mg，加入石墨烯量子点溶液中的牛血清白蛋白溶液的体积为300～500μL，搅拌时间为20～30h。
5.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤d中移液枪移取的复合材料的体积为1～10μL，孵育温度0～8℃，孵育时间20～30h。
6.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤e中色氨酸对映体的浓度为0.1～1mM，静置时间为30～90s。
CN201810178226.9A 2018-03-05 2018-03-05 一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法 Active CN108445064B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810178226.9A CN108445064B (zh) 2018-03-05 2018-03-05 一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810178226.9A CN108445064B (zh) 2018-03-05 2018-03-05 一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108445064A CN108445064A (zh) 2018-08-24
CN108445064B true CN108445064B (zh) 2019-12-31

Family

ID=63193239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810178226.9A Active CN108445064B (zh) 2018-03-05 2018-03-05 一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108445064B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112326760A (zh) * 2020-10-22 2021-02-05 天津大学 一种用于手性色氨酸检测的外延栅极场效应晶体管传感器制备及检测方法
CN115236156A (zh) * 2022-07-18 2022-10-25 常州大学 用于色氨酸对映体手性识别的pan-bsa复合物修饰电极及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100439914C (zh) * 2006-04-06 2008-12-03 复旦大学 一种检测手性异构体的方法
CN105044173B (zh) * 2015-07-06 2017-10-20 常州大学 一种石墨烯量子点/β‑环糊精复合膜修饰电极的制备及其应用于电化学法识别色氨酸对映体
CN105353020B (zh) * 2015-12-06 2017-12-01 北京工业大学 修饰dna与石墨烯相结合的方法
CN106018517B (zh) * 2016-05-16 2018-08-14 常州大学 一种酒石酸-石墨烯量子点复合膜修饰电极的制备及应用于识别色氨酸对映体
CN106841352B (zh) * 2017-02-22 2018-12-28 常州大学 一种苯丙氨酸二肽-石墨烯量子点复合材料的制备及其应用
CN107144617B (zh) * 2017-05-11 2019-10-01 青岛大学 一种氧化石墨烯/甲胎蛋白适体电化学传感器的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108445064A (zh) 2018-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10605761B2 (en) Electrochemical biosensor based on aptamer/nano silver probe and EXO I enzyme
CN105758915B (zh) 一种羧甲基纤维素‑壳聚糖复合材料的制备及其修饰电极电化学法识别色氨酸对映体
CN104792844B (zh) 一种壳聚糖‑碳量子点复合膜修饰电极的制备及其应用于电化学识别色氨酸对映体
CN108445064B (zh) 一种可应用于电化学手性识别的石墨烯量子点—牛血清白蛋白复合材料的制备方法
CN107144603B (zh) 一种基于静电作用的阻抗型电化学生物传感器、制备方法及其应用
CN108645900A (zh) 一种可应用于电化学手性识别的谷胱甘肽修饰电极的制备方法
CN110297023B (zh) 一种检测降钙素原电化学催化协助的自增强光电化学免疫传感器的制备方法及应用
CN108303538A (zh) 双向电化学发光显色开关在检测前列腺癌多标记物中的应用
CN110455880B (zh) 一种可用于电化学手性识别的l-赖氨酸盐酸盐诱导四对羧基苯基卟啉自组装体的制备方法
CN106908507B (zh) 一种苯丙氨酸二肽-壳聚糖复合材料的制备及其应用
US7867391B2 (en) Cucurbituril derivative-bonded solid substrate and biochip using the same
CN108195913B (zh) 一种用于电化学检测her2的生物传感器及其构建方法
CN106841352B (zh) 一种苯丙氨酸二肽-石墨烯量子点复合材料的制备及其应用
CN110006971A (zh) 一种双通道输出检测食源性致病菌的适体传感器的制备方法及其应用
CN111678900B (zh) 基于酪氨酸酶催化的细胞膜和细胞壁荧光标记方法及应用
CN101185881B (zh) 用于免疫球蛋白类蛋白质分离纯化的色谱介质及其制备方法
CN110484601A (zh) 温度可控的电化学p53基因传感器及其制备方法和应用
CN110702759A (zh) 一种检测甲胎蛋白的zif-8复合材料电化学免疫传感器及其制备方法和应用
CN108982623A (zh) 一种核酸适体生物传感器及其制备与应用
CN107228892B (zh) 温度可控的电化学汞离子传感器及其制备方法
CN107102051B (zh) 一种铁离子诱导的苯丙氨酸二肽自组装产物在电化学手性识别领域的应用
Zhang et al. Electrochemical sensing of alkaline phosphatase activity based on difference of surface charge of electrode
CN108535344A (zh) 一种用于电化学检测磷酸化β-淀粉样蛋白的生物传感器及其构建方法
CN108896639A (zh) lncRNA MEG3双重检测电化学基因传感器，其制备方法与应用
CN110687174B (zh) 基于金-硒金属分子界面构建高保真的电化学生物检测平台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant