CN111735897A - 一种氧化石墨烯基手性纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于氨基酸对映体分离分析的氧化石墨烯基纳米复合材料及其制备方法。将左旋氨基酸衍生物凝胶因子分散于金属离子溶液中，加热冷却后得到复合水凝胶；将氧化石墨烯溶液滴加到所述复合水凝胶中，震荡混合均匀，在室温下静置分层；过滤得产物。本发明的方法解决了现有对映体分离过程中分离效率低，操作复杂，回收利用困难，可重复使用率低的问题。本发明的复合材料可以在金属离子的调控下实现手性转换，并根据不同的手性结构实现不同类别氨基酸对映体的吸附，进而得到有效的分离。该固体复合材料易回收，并且可以多次重复利用，操作方便，具有实际应用价值。材料制备方法无需复杂的合成步骤，适宜于对映体手性分离分析的商业化应用。

Description

一种氧化石墨烯基手性纳米复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及应用于氨基酸对映体分离分析领域的材料，具体地，涉及一种氧化石墨烯基手性纳米复合材料及其制备方法，尤其涉及是一种金属离子调控的氧化石墨烯基手性纳米复合材料及其制备方法，可用于高效分离分析氨基酸对映体溶液。

背景技术

氨基酸是蛋白质的基本组成单位,而蛋白质是生物体的主要组成物质,也是生命活动的基础。氨基酸两种对映体的生理作用迥然不同，它们的生物活性与生物体内的手性环境(酶、激素、受体、抗体等)密切相关。因此，对氨基酸、多肽、蛋白质、DNA和核酸等生物分子的分离分析一直是分析化学和生命科学的研究热点和难点。另一方面,随着氨基酸在手性药物合成、食品与饲料工业、日用化工品等领域中应用的快速发展，对化学合成的氨基酸进行手性分离，制备光学纯的氨基酸显得越来越重要。

为了检验氨基酸对映体的纯度，考察对映体的生物活性，必须发展与之相对应的简便、快捷、准确、灵敏的分离和测定方法。目前，对映体的分离方法主要有非色谱法和色谱法两大类。其中色谱技术能耗大，前期探索和后续处理步骤繁琐，运行成本高，限制了它们的广泛应用。常用的非色谱分离法主要包括化学拆分法、酶法、膜拆分法和电化学法等等，但是近年来在氨基酸对映体分离中应用较少。如果有合适的固体吸附剂可选择性地结合氨基酸的某一对映体，通过固相萃取，即可高效地实现规模化的氨基酸对映体的分离。但迄今为止，具有此性能的固体吸附剂是难以寻找的。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种氧化石墨烯基手性纳米复合材料及其制备方法，或者说，是提供一种用于氨基酸对映体分离分析的氧化石墨烯基手性纳米复合材料及其制备方法，以解决现有方法和材料中制备过程复杂、分离效率低、可重复利用困难等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种氧化石墨烯基手性纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将左旋氨基酸衍生物凝胶因子分散于金属离子溶液中，加热冷却后得到复合水凝胶；

S2、将氧化石墨烯溶液滴加到所述复合水凝胶中，震荡混合均匀，在室温下静置分层；

S3、过滤，得到氧化石墨烯包覆的手性固体复合物材料，即所述氧化石墨烯基手性纳米复合材料。

作为本发明的一个实施方案，步骤S1中，所述左旋氨基酸衍生物凝胶因子为以苯环为中心核，以左旋苯丙氨酸为侧链，以酰胺键为连接链将中心核的1,4位与侧链连接的水凝胶因子。

作为本发明的一个实施方案，所述金属离子为钙离子、铝离子、铜离子、铽离子中的一种。

作为本发明的一个实施方案，步骤S1中，在将左旋氨基酸衍生物凝胶因子分散于金属离子溶液形成的混合溶液中，左旋氨基酸衍生物凝胶因子的质量体积浓度为0.5-5mg/mL。优选为3mg/mL。凝胶因子浓度若低于0.5mg/mL，不能形成稳定凝胶；凝胶因子浓度若高于5.0mg/mL，不利于形成均匀透明的凝胶。

作为本发明的一个实施方案，步骤S1中，所述金属离子与左旋氨基酸衍生物凝胶因子的摩尔量之比为3:1-1:1。

作为本发明的一个实施方案，步骤S1中，所述加热的温度为90℃～100℃，加热的时间为1～2分钟。加热温度若低于90℃，凝胶因子不能在水中完全溶解；加热温度若高于100℃，需要特殊耐高压容器，不利于材料简便制备。

作为本发明的一个实施方案，步骤S2中，氧化石墨烯与左旋氨基酸衍生物凝胶因子的质量之比为1:1-5:1。优选为3:2。

作为本发明的一个实施方案，步骤S2中，所述震荡的时间为30～40分钟。

作为本发明的一个实施方案，步骤S2中，所述静置的时间为100～120分钟。

作为本发明的一个实施方案，还包括对步骤S3过滤得到的手性固体复合物材料进行干燥处理；干燥温度为室温，干燥时间为1-3天。

本发明还提供一种根据所述的制备方法得到的氧化石墨烯基手性纳米复合材料。

本发明还提供一种所述氧化石墨烯基手性纳米复合材料在氨基酸对映体分离中的用途。

作为本发明的一个实施方案，将氨基酸对映体溶液加入所述氧化石墨烯基手性纳米复合材料中搅拌30-60分钟，静置6-9小时，过滤分离出特异性吸附其中一种氨基酸对映体的固体物，实现氨基酸对映体分离。

作为本发明的一个实施方案，将所述吸附其中一种氨基酸对映体的固体物加入到去离子水中，在5000转每分钟的转速下离心30分钟，分别收集液体与固体物。

作为本发明的一个实施方案，所述收集液体为氧化石墨烯基手性纳米复合材料特异性吸附的氨基酸对映体溶液，所述固体物可重复应用于新一轮氨基酸对映体的分离。

本发明还提供一种所述氧化石墨烯基手性纳米复合材料在氨基酸对映体含量分析中的应用。

作为本发明的一个实施方案，分别配置L型氨基酸对映体过量值为100％、80％、60％、40％、20％、0％、-20％、-40％、-60％、-80％、-100％的混合溶液，浓度均选自2-6mmol/L(且浓度相同)，并分别加入所述氧化石墨烯基手性纳米复合材料中搅拌30-60分钟，静置6-8小时，过滤分离出固体物，根据所留上清液测试得到的圆二色谱图绘制标准曲线；取任意未知组分含量的氨基酸溶液重复吸附过滤操作，根据标准曲线估测未知溶液对映体含量值。

本发明提供的氧化石墨烯基手性纳米复合材料制备，具体步骤如下：

步骤(1)：将3mg左旋氨基酸衍生物凝胶因子分散于1mL等摩尔量的金属离子溶液中，获得质量体积浓度为3mg/mL的左旋氨基酸衍生物凝胶因子分散溶液；

步骤(2)：将步骤(1)中的左旋氨基酸衍生物凝胶因子分散溶液在90℃～100℃加热1～2分钟至其溶解，室温下静置20～30分钟，形成手性水凝胶；

步骤(3)：将5mL 0.1mg/mL氧化石墨烯溶液滴加到步骤(2)的手性水凝胶中，震荡30分钟分散均匀，静置沉淀120分钟，使得固液分离；

步骤(4)：将步骤(3)中的固液混合物过滤分离，收集到的固体用去离子水清洗后干燥，干燥温度为室温，干燥时间为1-3天，得到可用于氨基酸对映体分离分析的氧化石墨烯基手性纳米复合材料。

目前常用的氨基酸对映体分离方法主要有高效毛细管电泳法、高效液相色谱法、薄层色谱法和气相色谱法等，而上述方法均具有前期处理步骤繁琐，探索过程困难，成本高等缺点。本发明中的纳米复合材料的手性具有金属离子可调的特点，通过引入不同的金属离子，可以分别得到左手和右手螺旋结构，进而实现不同类别氨基酸对映体的高效吸附分离。基于此，还可以对氨基酸对映体的组成含量进行分析检测。此外，本发明的纳米复合材料可以多次重复使用于氨基酸对映体的分离分析过程，操作简便，效率高。

本发明中利用手性纳米复合材料对氨基酸对映体进行分离分析过程无需繁琐的前期探索和后续处理步骤，简单的固液分离即可实现拆分过程，操作方便，可重复利用，具有实际应用价值。材料制备方法无需复杂的合成步骤，易于大批量工业生产，所得产物稳定，强度高，适宜于大规模氨基酸分离分析的商业化应用。

本发明中所述手性纳米复合材料是以金属离子调控的氨基酸衍生物超分子螺旋为内部结构，非共价键为联结，氧化石墨烯片层为外部结构的复合物。由于中心核的π-π堆积或疏水-疏水相互作用，以及金属离子与酰胺键之间的配位作用保证了该类凝胶因子与金属离子自组装成手性水凝胶；由于氧化石墨烯与凝胶因子的氢键和静电相互作用，以及与金属离子的配位作用保证了氧化石墨烯的稳定包覆。针对不同类别氨基酸对映体的吸附，可以选择不同金属离子来调控内部凝胶因子的螺旋结构，实现特异性氨基酸的吸附分离。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明手性纳米复合材料采用氧化石墨烯为吸附介质用于氨基酸对映体的分离分析，不仅提供了大量手性吸附位点，提高分离效率，还通过与金属离子之间的配位作用实现凝胶的聚集，为后续固液异相分离提供便捷；

2、本发明手性纳米复合材料可以通过金属离子调控其内部凝胶因子的螺旋结构，进而可特异性实现对氨基酸对映体的吸附：铽离子调控凝胶因子组装为左手螺旋结构，使得纳米复合材料可高效吸附L型氨基酸；钙离子、铜离子和铝离子调控凝胶因子组装为右手螺旋结构，使得纳米复合材料可高效吸附D型氨基酸，揭示了手性螺旋结构是氨基酸吸附分离过程中不可忽略的重要因素；

3、本发明手性纳米复合材料可多次回收再利用，成本低，效率高，易于工业化氨基酸对映体分离应用；此外，该手性固体纳米复合材料可用于氨基酸对映体含量的检测分析；

4、本发明手性纳米复合材料的制备方法通过具有手性氨基酸单元的小分子衍生物自组装而成，纤维结构的手性通过金属离子易于调控，且无需复杂的合成步骤，氧化石墨烯通过简单的搅拌混合实现包覆，过滤即可得到产物，所需材料均简单易得，易于大批量工业生产，适宜于商业化氨基酸分离分析使用；

5、本发明所涉及手性纳米复合材料可适用于多种氨基酸对映体(苯丙氨酸、色氨酸以及组氨酸)的分离分析；水凝胶制备方法更加简化，直接将凝胶因子粉末高温溶解于金属离子溶液中，冷却后即可获得材质均匀的手性水凝胶，材料制备重复性高；可批次制备生产。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为干燥后凝胶中具有右手螺旋结构的纳米纤维(凝胶因子与铝离子组装)包覆氧化石墨烯的扫描电镜图(图1a)；以及干燥后凝胶中具有左手螺旋结构的纳米纤维(凝胶因子与铽离子组装)包覆氧化石墨烯的扫描电镜图(图1b)；

图2a为苯丙氨酸外消旋体的超高效液相色谱图；图2b为使用右旋纳米复合物进行苯丙氨酸外消旋体分离时上清液的超高效液相色谱图；图2c为使用左旋纳米复合物进行苯丙氨酸外消旋体分离时上清液的超高效液相色谱图；

图3为右旋纳米复合物的离心产物的超高效液相色谱图(图3a)以及左旋纳米复合物的离心产物的超高效液相色谱图(图3b)；

图4为右旋复合物重复再利用于苯丙氨酸外消旋体分离过程的圆二色谱图(图4a)以及左旋复合物重复再利用于苯丙氨酸外消旋体分离过程的圆二色谱图(图4b)；

图5为使用右旋复合物进行氨基酸对映体组分含量分析的圆二色谱图(图5a)和标准曲线图(图5c)以及使用左旋复合物进行氨基酸对映体组分含量分析的圆二色谱图(图5b)和标准曲线图(图5d)；

图6为色氨酸的分离分析过程；图6a为使用右旋和左旋纳米复合物进行色氨酸外消旋体分离时上清液的圆二色谱图；图6b和6c分别为右旋和左旋复合物重复再利用于色氨酸外消旋体分离过程的圆二色谱图(对应于色氨酸的最大吸收212nm)；图6d和6e分别为使用右旋和左旋复合物进行色氨酸对映体组分含量分析的标准曲线图；

图7为组氨酸的分离分析过程；图7a为使用右旋和左旋纳米复合物进行组氨酸外消旋体分离时上清液的圆二色谱图；图7b和7c分别为右旋和左旋复合物重复再利用于组氨酸外消旋体分离过程的圆二色谱图(对应于组氨酸的最大吸收227nm)；图7d和7e分别为使用右旋和左旋复合物进行组氨酸对映体组分含量分析的标准曲线图；

图8为本发明中左旋苯丙氨酸衍生物凝胶因子与铽离子、铝离子、铜离子以及钙离子组装的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1、氧化石墨烯基手性纳米复合材料的制备

本实施例涉及一种用于氨基酸对映体分离分析的手性纳米复合材料，所述手性纳米复合材料由具有手性氨基酸单元的小分子凝胶因子自组装而成，该凝胶因子以苯环为中心核，酰胺键为连接链，苯环1、4位接左旋苯丙氨酸基团。

具体合成步骤：将L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐的无水二氯甲烷溶液冷却到0℃，加入三乙胺，再加入对苯二甲酰氯的无水二氯甲烷溶液，得反应溶液(所述苯二甲酰氯、L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐、三乙胺的摩尔比为1:2:6)；将反应溶液缓慢升至室温并搅拌12～16小时；旋转蒸发反应液，加入去离子水，过滤收集沉淀，所得沉淀用乙醇重结晶，过滤并于烘箱中干燥10至12小时，干燥温度50℃至60℃，得产物1,4-苯基苯丙氨酸甲酯；向1,4-苯基苯丙氨酸甲酯的甲醇溶液中加入2M氢氧化钠溶液，反应混合物在室温下搅拌反应20～24小时，用3M盐酸溶液将反应液pH值调至小于3，出现大量凝胶中白色沉淀。抽滤收集沉淀，用去离子水冲洗沉淀后，干燥得左旋苯丙氨酸衍生物凝胶因子。

其结构为下式所示：

配制浓度为0.0065毫摩尔的金属离子(铽离子/铝离子/铜离子/钙离子)溶液)，将3.0mg上述左旋苯丙氨酸衍生物凝胶因子粉末分散于1.0mL金属离子溶液中(所述凝胶因子和金属离子的摩尔比为1:1)，在100℃加热1分钟将其溶解，在室温下静置冷却30分钟，形成稳定的凝胶。将5mL 0.1mg/mL的氧化石墨烯溶液滴加到上述水凝胶中，震荡30分钟后静置使得固液分离，过滤出底层固体，用去离子水清洗，室温下干燥得到手性纳米复合物材料。

图1为干燥后凝胶中具有右手螺旋结构的纳米纤维(凝胶因子与铝离子组装)包覆氧化石墨烯的扫描电镜图(图1a)；以及干燥后凝胶中具有左手螺旋结构的纳米纤维(凝胶因子与铽离子组装)包覆氧化石墨烯的扫描电镜图(图1b)。

实施例2、氧化石墨烯基纳米复合材料用于苯丙氨酸对映体分离

2.1右旋手性纳米复合材料特异性吸附D型苯丙氨酸对映体

本实施例采用右旋纳米复合材料为前述实施例1制备具有左旋手性单元的苯丙氨酸衍生物凝胶因子在1当量铝离子溶液中通过氢键、配位作用等非共价键相互作用自组装而得。

配置4mmol/L的苯丙氨酸外消旋溶液(L型：D型＝1:1)，将30mg制备得到的右旋纳米复合材料加入到3mL苯丙氨酸外消旋体溶液中，磁子搅拌30分钟，室温下静置3小时使得固液分离，然后过滤分别得到固体和上层清液。取上层清液用超高效液相色谱测定含量与组成，结果如图2b所示。表明右旋纳米复合材料特异性吸附D型苯丙氨酸，剩余L型苯丙氨酸在上层清液中，通过过滤可以实现对映体的分离。

2.2左旋手性纳米复合材料特异性吸附L型苯丙氨酸对映体

本实施例采用左旋纳米复合材料为前述实施例1制备具有左旋手性单元的苯丙氨酸衍生物凝胶因子在1当量铽离子溶液中通过氢键、配位作用等非共价键相互作用自组装而得。

配置4mmol/L的苯丙氨酸外消旋溶液(L型：D型＝1:1)，将30mg制备得到的左旋纳米复合材料加入到3mL苯丙氨酸外消旋体溶液中，磁子搅拌30分钟，室温下静置3小时使得固液分离，然后过滤分别得到固体和上层清液。取上层清液用超高效液相色谱测定含量与组成，结果如图2c所示。表明左旋纳米复合材料特异性吸附L型苯丙氨酸，剩余D型苯丙氨酸在上层清液中，通过过滤可以实现对映体的分离。

实施例3、氧化石墨烯基纳米复合材料的回收再利用

3.1右旋手性纳米复合材料的回收再利用

本实施例采用纳米复合材料为前述实施例2.1经过苯丙氨酸对映体吸附分离过滤后的固体材料。

将过滤后的固体纳米复合材料加入到去离子水中，在5000转每分钟的转速下离心10分钟，收集离心液，重复加去离子水离心，再次收集离心液，两次所得离心液混合，用超高效液相色谱进行组成分析，结果为右旋纳米复合材料只吸附D型苯丙氨酸(图3a)。离心后的固体可以用于新一轮苯丙氨酸对映体的分离过程，可重复使用20次以上(图4a)。

3.2左旋手性纳米复合材料的回收再利用

本实施例采用纳米复合材料为前述实施例2.2经过苯丙氨酸对映体吸附分离过滤后的固体材料。

将过滤后的固体纳米复合材料加入到去离子水中，在5000转每分钟的转速下离心10分钟，收集离心液，重复加去离子水离心，再次收集离心液，两次所得离心液混合，用超高效液相色谱进行组成分析，结果为左旋纳米复合材料只吸附L型苯丙氨酸(图3b)。离心后的固体可以用于新一轮苯丙氨酸对映体的分离过程，可重复使用20次以上(图4b)。

实施例4、氧化石墨烯基纳米复合材料用于氨基酸对映体含量分析

4.1右旋手性纳米复合材料用于苯丙氨酸对映体含量分析

本实施例采用纳米复合材料与前述实施例2.1所用材料相同。

配置不同组分的苯丙氨酸混合溶液，其中L型苯丙氨酸的对映体过量值分别为100％、80％、60％、40％、20％、0％、-20％、-40％、-60％、-80％、-100％。将30mg右旋纳米复合材料分别加入到上述苯丙氨酸混合溶液中，磁子搅拌30分钟，室温下静置3小时使得固液分离，然后过滤分别得到固体和上层清液。取上层清液用圆二色谱测定含量与组成(图5a)，绘制标准曲线结果如图5c所示。取任意组成的溶液(L型苯丙氨酸的过量值分别为17％、35％、52％、68％和81％)进行相同步骤的吸附分离测定，标准曲线显示出误差很小的相似结果(测试结果为L型苯丙氨酸的过量值分别为21％、38％、54％、72％和82％)，证明了右旋纳米复合材料用于苯丙氨酸对映体含量分析的实用性。

4.2左旋手性纳米复合材料用于苯丙氨酸对映体含量分析

本实施例采用纳米复合材料与前述实施例2.2所用材料相同。

采用与例4.1相似的方法绘制左旋纳米复合材料用于苯丙氨酸对映体含量分析的标准曲线(图5b和5d)。取任意组成的溶液(D型苯丙氨酸的过量值分别为22％、48％、73％和90％)进行相同步骤的吸附分离测定，标准曲线显示出误差很小的相似结果(测试结果为D型苯丙氨酸的过量值分别为24％、49％、73％和92％)，证明了左旋纳米复合材料用于苯丙氨酸对映体含量分析的实用性。

实施例5、氧化石墨烯基纳米复合材料用于色氨酸对映体分离分析

本实施例采用纳米复合材料与前述实施例1所得材料相同。手性纳米复合材料用于色氨酸对映体分离的方法与实施例2大致相同，不同之处仅在于：苯丙氨酸替换为色氨酸；手性纳米复合材料回收再利用的方法与实施例3大致相同，不同之处仅在于：苯丙氨酸替换为色氨酸；手性纳米复合材料用于色氨酸对映体含量分析的方法与实施例4大致相同，不同之处仅在于：苯丙氨酸替换为色氨酸。结果表明，左旋纳米复合材料只吸附L型色氨酸，相对应的，右旋纳米复合材料只吸附D型色氨酸，因此可以实现色氨酸对映体的分离(图6a)。重复性实验表明，本发明的纳米复合材料可以多次用于色氨酸对映体的分离过程(图6b和6c)，20次之后仍具有很高的分离效率(初始值的90％以上)。通过对不同ee值色氨酸对映体吸附绘制的标准曲线显示出误差很小的分析结果，证明了该纳米复合材料用于色氨酸对映体含量分析的实用性(图6d和6e)。

实施例6、氧化石墨烯基纳米复合材料用于组氨酸对映体分离分析

本实施例采用纳米复合材料与前述实施例1所得材料相同。手性纳米复合材料用于组氨酸对映体分离的方法与实施例2大致相同，不同之处仅在于：苯丙氨酸替换为组氨酸；手性纳米复合材料回收再利用的方法与实施例3大致相同，不同之处仅在于：苯丙氨酸替换为组氨酸；手性纳米复合材料用于色氨酸对映体含量分析的方法与实施例4大致相同，不同之处仅在于：苯丙氨酸替换为组氨酸。结果表明，左旋纳米复合材料只吸附L型组氨酸，相对应的，右旋纳米复合材料只吸附D型组氨酸，因此可以实现组氨酸对映体的分离(图7a)。重复性实验表明，本发明的纳米复合材料可以多次用于组氨酸对映体的分离过程(图7b和7c)，20次之后仍具有很高的分离效率(初始值的90％以上)。通过对不同ee值组氨酸对映体吸附绘制的标准曲线显示出误差很小的分析结果，证明了该纳米复合材料用于组氨酸对映体含量分析的实用性(图7d和7e)。

本发明制得的氧化石墨烯基纳米复合材料可以通过改变金属离子实现内部凝胶因子螺旋手性的调控，在铽离子作用下得到左手螺旋结构，在钙离子、铜离子和铝离子的作用下得到右手螺旋结构(如图8)；氧化石墨烯的成功包覆使得凝胶材料实现了聚集分离，得到的固体纳米复合材料可以对氨基酸对映体进行吸附分离，并且可以测定不同对映体含量氨基酸溶液的组成；纳米复合材料具有高稳定性，可以重复使用20次以上；纳米复合材料的手性螺旋结构是通过具有手性单元的氨基酸衍生物通过氢键、π-π堆积和配位作用等非共价相互作用与金属离子自组装而得，纤维结构手性通过金属离子易于调控，无需复杂的合成步骤，氧化石墨烯通过简单的搅拌混合实现包覆，过滤即可得到产物，所需材料均简单易得，易于大批量工业生产，适宜于商业化氨基酸分离分析使用。

对比例1

本对比例涉及一种手性纳米复合材料，具体制备步骤与实施例1基本一致，不同之处仅在于：没有使用金属离子。

采用本对比例制得的材料进行氨基酸对映体的分离分析，实验结果表明，凝胶因子与氧化石墨烯之间相互作用力弱，所得沉淀不均匀，用于氨基酸对映体分离时效果差，且不能准确分析氨基酸混合溶液的组成。

对比例2

本对比例涉及一种手性纳米复合材料，具体制备步骤与实施例1基本一致，不同之处仅在于：没有使用氧化石墨烯。

采用本对比例制得的材料为稳定的水凝胶，将其取出用于氨基酸对映体的分离，实验结果表明，在氨基酸溶液中搅拌时，凝胶结构破坏并分散于溶液中，且部分溶解，无法进行氨基酸对映体的分离。

对比例3

本对比例涉及一种手性纳米复合材料，具体制备步骤与实施例1基本一致，不同之处仅在于：合成原料中L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐改为D,L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐，凝胶因子粉末为外消旋苯丙氨酸衍生物。

采用本对比例制得的材料进行氨基酸对映体的分离分析，实验结果表明，氨基酸对映体在外消旋苯丙氨酸衍生物作用下的分离效果比在左旋苯丙氨酸衍生物形成的纳米复合材料作用下低50％左右。

综上所述，本发明提供了一种用于氨基酸对映体分离分析的氧化石墨烯基手性纳米复合材料的制备方法，解决了现有分离方法中分离效率低，操作复杂，回收利用困难，可重复使用率低等问题。本发明可用于氨基酸对映体的分离分析研究领域中。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种氧化石墨烯基手性纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将左旋氨基酸衍生物凝胶因子分散于金属离子溶液中，加热冷却后得到复合水凝胶；

S2、将氧化石墨烯溶液滴加到所述复合水凝胶中，震荡混合均匀，在室温下静置分层；

S3、过滤，得到氧化石墨烯包覆的手性固体复合物材料，即所述氧化石墨烯基手性纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基手性纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述左旋氨基酸衍生物凝胶因子为以苯环为中心核，以左旋苯丙氨酸为侧链，以酰胺键为连接链将中心核的1,4位与侧链连接的水凝胶因子。

3.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基手性纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属离子为钙离子、铝离子、铜离子、铽离子中的一种。

4.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基手性纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，在将左旋氨基酸衍生物凝胶因子分散于金属离子溶液形成的混合溶液中，左旋氨基酸衍生物凝胶因子的质量体积浓度为0.5-5mg/mL。

5.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基手性纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属离子与左旋氨基酸衍生物凝胶因子的摩尔量之比为3:1-1:1。

6.根据权利要求1所述的氧化石墨烯基手性纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，氧化石墨烯与左旋氨基酸衍生物凝胶因子的质量之比为1:1-5:1；所述震荡的时间为30～40分钟；所述静置的时间为100～120分钟。

7.一种根据权利要求1所述的制备方法得到的氧化石墨烯基手性纳米复合材料。

8.一种根据权利要求7所述的氧化石墨烯基手性纳米复合材料在氨基酸对映体分离中的应用，其特征在于，将氨基酸对映体溶液加入所述氧化石墨烯基手性纳米复合材料中搅拌30-60分钟，静置6-9小时，过滤分离出特异性吸附其中一种氨基酸对映体的固体物，实现氨基酸对映体分离。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，将吸附其中一种氨基酸对映体的固体物加入到去离子水中分别收集液体与固体物；所述收集液体为氧化石墨烯基手性纳米复合材料特异性吸附的氨基酸对映体溶液，所述固体物重复应用于新一轮氨基酸对映体的分离。

10.一种根据权利要求7所述的氧化石墨烯基手性纳米复合材料在氨基酸对映体含量分析中的应用，其特征在于，分别配置L型氨基酸对映体过量值为100％、80％、60％、40％、20％、0％、-20％、-40％、-60％、-80％、-100％的混合溶液，浓度为选自2-6mmol/L中的同一浓度，并分别加入所述氧化石墨烯基手性纳米复合材料中搅拌30-60分钟，静置6-8小时，过滤分离出固体物，根据所留上清液测试得到的圆二色谱图绘制标准曲线；取任意未知组分含量的氨基酸溶液重复吸附过滤操作，根据标准曲线估测未知溶液对映体含量值。

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