CN108872339B - 一种用于电化学识别半胱氨酸对映体的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电化学识别半胱氨酸对映体的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备方法，包括以下步骤：制备海藻酸钠修饰电极、制备分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极、电化学识别半胱氨酸对映体。本发明的有益效果：分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备过程简单、环保，且该修饰电极对半胱氨酸对映体具有有效的识别效果。

Description

一种用于电化学识别半胱氨酸对映体的分子印迹海藻酸钠/ 二氧化锰修饰电极的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于电化学识别半胱氨酸对映体的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备方法，属于电化学分析和生物技术领域。
背景技术
生命系统中大多数生物分子都具有对映选择性。因为手性化合物的空间构象是不同的，所以手性化合物在自然界中所扮演着的角色也存在差异。电化学分析方法具备灵敏度高、干扰小和操作简单等优点，因此基于手性识别的电化学检测方法具有较好的应用前景。
在本工作中，在电极表面电沉积海藻酸钠和二氧化锰，从而将分子印迹技术与电化学技术结合。海藻酸钠是一种生物相容性、可生物降解、无毒、无免疫原性的天然高分子，具有天然手性环境。最近，利用海藻酸钠的固有手性进行选择性分离苯丙氨酸异构体的工作已有报道，显示了海藻酸钠在手性识别中的良好应用前景。由于二氧化锰易获取、成本低、污染小，且具有较高的比电容，是理想的电极材料。电沉积法合成条件相对简单，电沉积得到的二氧化锰具有较高密度和小的空隙率，该法制备的电极既可改变表面积，也可增强耐蚀性和耐高温性。由电沉积法得到海藻酸钠/二氧化锰修饰电极经电化学氧化去除模板分子半胱氨酸，操作简单方便。得到的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极对于半胱氨酸对映体具有有效的识别效果。
发明内容
本发明涉及一种用于电化学识别半胱氨酸对映体的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备方法，包括以下步骤：
a、制备海藻酸钠修饰电极：配制25mL海藻酸钠溶液，将玻碳电极浸入海藻酸钠溶液中，恒电位条件下进行电沉积海藻酸钠，电沉积一定时间，得到海藻酸钠修饰的玻碳电极；
b、制备分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极：将步骤a中制得的海藻酸钠修饰玻碳电极浸入含有L-半胱氨酸、MnSO4和K2SO4的混合溶液中，恒电位条件下电沉积一定时间，得到掺杂有L-半胱氨酸模板分子的海藻酸钠/二氧化锰复合材料修饰的电极；将该电极浸入到磷酸盐缓冲溶液中，在电极上施加恒电位一定时间脱去模板分子，得到分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极；
c、电化学识别半胱氨酸对映体：分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极为工作电极，铂片电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，将该三电极体系分别浸入配制的L-/D-半胱氨酸溶液中，恒电位富集一段时间后，以一定的扫速进行差分脉冲测试；每次测完后将修饰电极浸入pH＝7.0的磷酸盐缓冲溶液中，通过循环伏安扫描以恢复电极活性。
进一步，步骤a中海藻酸钠的浓度为1～3mg mL-1，电沉积的电位为0.3～0.6V，电沉积时间为400～600s。
进一步，步骤b中L-半胱氨酸的浓度为1～3mM，MnSO4的浓度为3～5mM，K2SO4的浓度为40～60mM，电沉积电位为0.8V～1V，电沉积时间为1500～3000s，脱掺杂电位为1.5～2V,脱掺杂时间为1000～2000s。
进一步，步骤c中L-/D-半胱氨酸溶液的浓度均为0.1～2.0mM，富集电位为0.2～0.4V，富集时间为800～1200s。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为恒电位富集L-/D-半胱氨酸后的DPV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。
实施例一：
制备分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极用于电化学识别半胱氨酸对映体的步骤如下：
(1)制备海藻酸钠修饰电极：配制25mL 2mg mL-1海藻酸钠溶液，将玻碳电极浸入海藻酸钠溶液中，在0.5V的恒电位条件下进行电沉积，电沉积时间为500s，得到海藻酸钠修饰的玻碳电极。
(2)制备分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极：将步骤a中制得的海藻酸钠修饰玻碳电极浸入含有2mM L-半胱氨酸、4mM MnSO4和50mM K2SO4的混合溶液中，在0.9V的恒电位条件下进行电沉积，电沉积时间为2000s，得到掺杂有L-半胱氨酸模板分子的海藻酸钠/二氧化锰复合材料修饰的电极；将该电极浸入到0.1M磷酸盐缓冲溶液中，在电极上施加1.6V恒电位2000s来脱去模板分子，得到分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极。
制备的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极用于半胱氨酸对映体的电化学手性识别。将制备的电极分别浸入到25mL含1mM L/D-半胱氨酸的pH＝7.0的PBS溶液中，在恒电位0.3V的条件下富集1000s，然后在0～1.2V的电位窗口范围内，电位增量为4mV，振幅为50mV进行DPV测试，比较氧化峰电位和电流的差别。由图1可知，分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极对于L/D-半胱氨酸在电位为0.65V处的识别电流比为2.4，说明分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极对于半胱氨酸对映体具有有效的识别效率。
本发明的有益效果：分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备方法廉价、环保、简单，且该修饰电极对半胱氨酸对映体具有有效的识别效果。

Claims (4)

1.一种用于电化学识别半胱氨酸对映体的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备方法，其特征在于：步骤如下：
a、制备海藻酸钠修饰电极：配制25mL海藻酸钠溶液，将玻碳电极浸入海藻酸钠溶液中，恒电位条件下进行电沉积，电沉积400～600s，得到海藻酸钠修饰的玻碳电极；
b、制备分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极：将步骤a中制得的海藻酸钠修饰玻碳电极浸入含有L-半胱氨酸、MnSO4和K2SO4的混合溶液中，恒电位条件下电沉积1500～3000s，得到掺杂有L-半胱氨酸模板分子的海藻酸钠/二氧化锰复合材料修饰电极；将该电极浸入到磷酸盐缓冲溶液中，在电极上施加恒电位1000～2000s脱去模板分子，得到分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极；
c、电化学识别半胱氨酸对映体：分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极为工作电极，铂片电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，将该三电极体系分别浸入配制的L-半胱氨酸溶液和D-半胱氨酸溶液中，恒电位富集800～1200s后，在电位增量为4mV，振幅为50mV的条件下进行差分脉冲测试；每次测完后将修饰电极浸入pH＝7.0的磷酸盐缓冲溶液中，通过循环伏安扫描以恢复电极活性。
2.根据权利要求1所述一种用于电化学识别半胱氨酸对映体的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备方法，其特征是：所述步骤a中海藻酸钠的浓度为1～3mg/mL，电沉积的电位为0.3～0.6V。
3.根据权利要求1所述一种用于电化学识别半胱氨酸对映体的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备方法，其特征是：所述步骤b中L-半胱氨酸的浓度为1～3mM，MnSO4的浓度为3～5mM，K2SO4的浓度为40～60mM，电沉积电位为0.8～1V，脱掺杂电位为1.5～2V。
4.根据权利要求1所述一种用于电化学识别半胱氨酸对映体的分子印迹海藻酸钠/二氧化锰修饰电极的制备方法，其特征是：所述步骤c中L-半胱氨酸溶液和D-半胱氨酸溶液的浓度均为0.1～2.0mM，富集电位为0.2～0.4V。
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