CN111257387A - 一种可应用于电化学手性识别的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备方法 - 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手性氧化铜‑甘氨酸复合物修饰电极的制备方法。包括以下步骤：制备手性氧化铜、制备手性氧化铜‑甘氨酸复合物、制备手性氧化铜‑甘氨酸复合物修饰电极、电化学法识别色氨酸对映体。本发明的有益效果是：制备得到的手性氧化铜‑甘氨酸复合物具有光学活性、手性氧化铜‑甘氨酸复合物修饰电极的制备方法简单且对色氨酸对映体有较强的识别能力。

Description

一种可应用于电化学手性识别的手性氧化铜-甘氨酸复合物 修饰电极的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可应用于电化学手性识别的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备方法，属于电分析化学和生物技术领域。
技术背景
对映异构体除旋光性外，在非手性环境下具有相似的物理、化学性能。只有在外部手性的环境下，使它们形成非对映异构体才能实现二者的分离。因此，对手性对映体的识别，需要一种具备手性特质的物质。最近，已经有不少文献介绍了手性无机纳米颗粒在光学、电学、不对称催化以及手性拆分等领域的应用。但是，就我们所知，对具有光学活性的手性氧化铜-甘氨酸复合物的研究很少见，尤其将它们应用于电化学手性识别的研究还处于探索阶段。因此，对手性氧化铜-甘氨酸复合物在电化学手性识别领域的研究变得十分有意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可应用于电化学手性识别的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备方法。将手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰到电极表面后能够对色氨酸对映体实现有效的电化学识别。
一种可应用于电化学手性识别的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备方法，包括以下步骤：
a、制备手性氧化铜：称取0.2884g十二烷基硫酸钠和0.1512g L-苯丙氨醇溶于25mL超纯水中，磁力搅拌溶解，随后加入0.1705g的二水合氯化铜，磁力搅拌20分钟；然后，逐滴加入15mL 4mol/L新鲜配制的硼氢化钠溶液，持续搅拌15分钟后，将反应液转移至100mL的高压反应釜中，在120℃下反应135分钟；将上述制备所得初产物用超纯水和无水乙醇各洗涤三次，然后在60℃下烘干，得到手性氧化铜；
b、制备手性氧化铜-甘氨酸复合物：称取一定质量步骤a制备的手性氧化铜溶于10mL超纯水中，在冰水浴中超声处理15分钟得到分散液，称取一定质量的甘氨酸溶于40mL超纯水中，滴加至上述分散液，继续在冰水浴中超声处理1小时，然后转移到室温下磁力搅拌10小时；将上述制备所得产物用超纯水和无水乙醇各洗涤三次，然后在60℃下烘干，得到手性氧化铜-甘氨酸复合物；
c、制备手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极：将步骤b得到的手性氧化铜-甘氨酸复合物分散于超纯水中，形成4mg/mL的手性氧化铜-甘氨酸复合物分散液；用移液枪移取一定体积的该分散液滴加至玻碳电极表面，在一定温度下孵育一定时间，即可获得相应的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极；
d、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，将手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极分别静置于20～30mL的L-色氨酸和D-色氨酸溶液中一定时间，在0.4～1.2V的电化学窗口范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后将修饰电极置于20～30mL的0.1～0.3mol/L pH为6～8的磷酸盐缓冲溶液中进行循环伏安扫描以恢复电极活性。
进一步地，步骤b中称取手性氧化铜的质量为0.01～0.10g。
进一步地，步骤b中称取甘氨酸的质量为0.05～0.15g。
进一步地，步骤c中移取的手性氧化铜-甘氨酸复合物分散液的体积为2～10μL。
进一步地，步骤c中孵育温度为1～6℃。
进一步地，步骤c中孵育时间为10～20h。
进一步地，步骤d中L-色氨酸和D-色氨酸溶液的浓度均为0.1～1.0mmol/L。
进一步地，步骤d中静置时间为30～90s。
本发明的有益效果是：制备得到的手性氧化铜-甘氨酸复合物具有光学活性、手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备方法简单且对色氨酸对映体有较强的识别能力。
附图说明
下面结合附图对本实验进一步说明。
图1为实施例一中制备的手性氧化铜-甘氨酸复合物的场发射扫描电镜图。
图2为实施例一中制备的手性氧化铜-甘氨酸复合物的圆二色光谱图。
图3为实施例二中手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极对色氨酸对映体的识别效果图。
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。
本发明所述手性氧化铜-甘氨酸复合物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表示色氨酸对映体的氧化峰电流比值，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：
手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备包括以下几个步骤：
(1)称取0.2884g十二烷基硫酸钠和0.1512g L-苯丙氨醇溶于25mL超纯水中，磁力搅拌溶解，随后加入0.1705g的二水合氯化铜，磁力搅拌20分钟；然后，逐滴加入15mL 4mol/L新鲜配制的硼氢化钠溶液，持续搅拌15分钟后，将反应液转移至100mL的高压反应釜中，在120℃下反应135分钟；将上述制备所得初产物用超纯水和无水乙醇各洗涤三次，然后在60℃下烘干，得到手性氧化铜。
(2)称取0.05g步骤(1)制备的手性氧化铜溶于10mL超纯水中，在冰水浴中超声处理15分钟得到分散液，称取0.095g的甘氨酸溶于40mL超纯水中，滴加至上述分散液，继续在冰水浴中超声处理1小时，然后转移到室温下磁力搅拌10小时；将上述制备所得产物用超纯水和无水乙醇各洗涤三次，然后在60℃下烘干，得到手性氧化铜-甘氨酸复合物。
(3)将步骤(2)得到的手性氧化铜-甘氨酸复合物分散于超纯水中，形成4mg/mL的手性氧化铜-甘氨酸复合物分散液；用移液枪移取5μL该分散液滴加至玻碳电极表面，在4℃下孵育15h，即可获得相应的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极。
附图1为手性氧化铜-甘氨酸复合物的场发射扫描电镜图，从图中可以看出制备得到的手性氧化铜-甘氨酸复合物呈现花簇状形貌。附图2为手性氧化铜-甘氨酸复合物的圆二色光谱图，圆二色光谱图中可以观察到明显的或正或负的Cotton峰，从而说明了该手性氧化铜-甘氨酸复合物具有光学活性。
实施例二：将实施例一制备得到的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极分别静置于25mL0.5mmol/L的L-色氨酸和D-色氨酸溶液中，静置60s后在0.4～1.2V的电化学窗口范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后将修饰电极置于25mL pH＝7的0.1mol/L磷酸盐缓冲溶液中进行循环伏安扫描以恢复电极活性。附图3为手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极对色氨酸对映体的识别效果图，L-色氨酸和D-色氨酸的氧化峰电流比值为5.52。

Claims (4)

1.一种可应用于电化学手性识别的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备方法，步骤如下：
a、制备手性氧化铜：称取0.2884g十二烷基硫酸钠和0.1512g L-苯丙氨醇溶于25mL超纯水中，磁力搅拌溶解，随后加入0.1705g的二水合氯化铜，磁力搅拌20分钟；然后，逐滴加入15mL 4mol/L新鲜配制的硼氢化钠溶液，持续搅拌15分钟后，将反应液转移至100mL的高压反应釜中，在120℃下反应135分钟；将上述制备所得初产物用超纯水和无水乙醇各洗涤三次，然后在60℃下烘干，得到手性氧化铜；
b、制备手性氧化铜-甘氨酸复合物：称取一定质量步骤a制备的手性氧化铜溶于10mL超纯水中，在冰水浴中超声处理15分钟得到分散液，称取一定质量的甘氨酸溶于40mL超纯水中，滴加至上述分散液，继续在冰水浴中超声处理1小时，然后转移到室温下磁力搅拌10小时；将上述制备所得产物用超纯水和无水乙醇各洗涤三次，然后在60℃下烘干，得到手性氧化铜-甘氨酸复合物；
c、制备手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极：将步骤b得到的手性氧化铜-甘氨酸复合物分散于超纯水中，形成4mg/mL的手性氧化铜-甘氨酸复合物分散液；用移液枪移取一定体积的该分散液滴加至玻碳电极表面，在一定温度下孵育一定时间，即可获得手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极；
d、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，将手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极分别静置于20～30mL的L-色氨酸和D-色氨酸溶液中一定时间，在0.4～1.2V的电化学窗口范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后将修饰电极置于20～30mL的0.1～0.3mol/L pH为6～8的磷酸盐缓冲溶液中进行循环伏安扫描以恢复电极活性。
2.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备方法，其特征是：所述步骤b中称取手性氧化铜的质量为0.01～0.10g，称取甘氨酸的质量为0.05～0.15g。
3.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备方法，其特征是：所述步骤c中移液枪移取的手性氧化铜-甘氨酸复合物分散液的体积为2～10μL，孵育温度为1～6℃，孵育时间为10～20h。
4.根据权利要求1所述一种可应用于电化学手性识别的手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极的制备方法，其特征是：所述步骤d中L-色氨酸和D-色氨酸溶液的浓度均为0.1～1.0mmol/L，手性氧化铜-甘氨酸复合物修饰电极在L-色氨酸和D-色氨酸溶液中的静置时间为30～90s。
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