CN108562628B - 一种可应用于电化学手性识别的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可应用于电化学手性识别的α‑环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备。包括以下步骤：制备α‑环糊精包结谷胱甘肽复合材料、制备α‑环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极、电化学法识别色氨酸对映体。本发明的有益效果是：α‑环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备方法简单环保；且由于谷胱甘肽具有一定的手性环境，α‑环糊精包结谷胱甘肽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α-环糊精包结谷胱甘肽复合 材料修饰电极的制备
技术领域
本发明涉及一种可应用于电化学手性识别的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备，属于生物技术以及电化学领域。
技术背景
羧酸分子中羟基链上的氢原子被-NH2取代后所形成的化合物称为氨基酸，它既含有氨基，又含有羧基。氨基酸在人体中的存在，不仅是合成蛋白质的重要原料，而且对生理过程提供了物质基础。有研究发现生物界中的蛋白质都是由L型氨基酸缩合得到的，而D型氨基酸在自然界的含量极少，并且可能会有毒副作用。因此对氨基酸对映体检测识别的方法一直受到化学科研人员的重视。电化学方法因具有灵敏度高、仪器简单、检测快速等特点可作为识别氨基酸对映体的一种潜在分析技术。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，基于简单的生物结构单元如氨基酸，肽和核酸的电化学手性识别进展甚微。
谷胱甘肽是一种具有生物活性的三肽化合物(L-γ-谷氨酰-L-半胱氨酸-甘氨酸)，其等电点为5.93。谷胱甘肽含有巯基、氨基、羧基、酰胺基等多种基团，可与一些氨基酸产生氢键作用、静电作用等，再结合α-环糊精自身的疏水作用，从而达到手性拆分和识别的目的。
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α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备。将α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰于玻碳电极后能够高效的识别色氨酸对映体。
一种可应用于电化学手性识别的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备，包括以下步骤：
a、制备α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料：将一定量的α-环糊精和谷胱甘肽溶解于4mL超纯水中，搅拌使其完全溶解，配成α-环糊精和谷胱甘肽的混合溶液，静置6小时后即得α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料；
b、制备α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极：用移液枪取5μL步骤a中制备的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料滴加到电极表面，在一定温度下孵育一定时间，，即可获得相应的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极；
c、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α-环糊精包结谷胱甘肽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的电化学窗口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7的磷酸盐缓冲溶液中扫稳以恢复电极活性。
进一步地，步骤a中α-环糊精的质量为1～3mg。
进一步地，步骤a中谷胱甘肽的质量为0.5～1.5mg。
进一步地，步骤b中孵育温度为0～6℃。
进一步地，步骤b中孵育时间为4～12h。
进一步地，步骤c中氨基酸对映体的浓度为0.1～1.0mM。
进一步地，步骤c中静置时间为30～90s。
本发明的有益效果是：α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备方法简单环保；且由于谷胱甘肽具有一定的手性环境，α-环糊精包结谷胱甘肽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α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料扫描电镜图。
图2为实施例二中α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的循环伏安图。
图3为实施例三中α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极对色氨酸对映体的差分脉冲伏安图。
图4为实施例四中α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的电化学交流阻抗谱图。
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α-环糊精包结谷胱甘肽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：
α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备包括以下几个步骤：
(1)将1.6mgα-环糊精和1.0mg谷胱甘肽溶解于4mL超纯水中，搅拌使其完全溶解，配成α-环糊精和谷胱甘肽的混合溶液，静置6小时后即得α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料。
(2)用移液枪取5μL步骤(1)中制备的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料滴加到电极表面，在4℃下孵育6h，即可获得相应的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极。
附图1为α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料扫描电镜图，从附图1看出α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料表面有很多较大的孔洞。
实施例二：
将实施例一中制备得到的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极静置在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，其结果如附图2所示，α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极所示的都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α-环糊精包结谷胱甘肽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 0.1M pH＝7的磷酸盐缓冲溶液中扫稳以恢复电极活性。α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极对色氨酸对映体的差分脉冲伏安图见附图3，氧化峰电流比值为3.32。
实施例四：
将实施例一中制备得到的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极在5mM铁氰化钾溶液中的电化学交流阻抗谱图(频率范围为0.01～106Hz，振幅为5mV)见附图4。裸玻碳电极阻值为78Ω，谷胱甘肽修饰玻碳电极阻值为1531Ω，这可能归因于谷胱甘肽的弱导电性；α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰玻碳电极阻值为793Ω，相较于谷胱甘肽修饰玻碳电极阻值降低，这可能归因于α-环糊精的加入有利于复合材料修饰电极表面的电子转移。

Claims (4)

1.一种可应用于电化学手性识别的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备方法，步骤如下：
a、制备α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料：将一定量的α-环糊精和谷胱甘肽溶解于4mL超纯水中，搅拌使其完全溶解，配成α-环糊精和谷胱甘肽的混合溶液，静置6小时后即得α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料；
b、制备α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极：用移液枪取5μL步骤a中制备的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料滴加到电极表面，在一定温度下孵育一定时间，即可获得相应的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极；
c、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α-环糊精包结谷胱甘肽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的电化学窗口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7的磷酸盐缓冲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α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备方法，其特征是：所述步骤a中α-环糊精的质量为1～3mg，谷胱甘肽的质量为0.5～1.5mg。
3.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备方法，其特征是：所述步骤b中孵育温度为0～6℃，孵育时间为4～12h。
4.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备方法，其特征是：所述步骤c中色氨酸对映体的浓度为0.1～1.0mM，静置时间为30～90s。
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