CN114047238B - 一种L-His-ZIF-8手性材料、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电化学传感器和分子识别技术领域，具体涉及一种L‑His‑ZIF‑8手性材料、制备方法及应用，该制备方法包括，以Zn2+离子为中心离子，对工作电极施加负电位，将Zn沉积于工作电极表面，得到Zn颗粒修饰电极；以L‑His为手性试剂，2‑甲基咪唑为配体，以Zn颗粒修饰电极为工作电极，通过电沉积法制备L‑His‑ZIF‑8手性材料。本发明通过两步电沉积法，将L‑His作为手性配体嵌入到ZIF‑8框架中，合成了L‑His‑ZIF‑8手性材料，原料简单，制备方法简单易行，制备的L‑His‑ZIF‑8手性材料可用于构建电化学传感器快速识别酪氨酸和色氨酸的对映体。
Description
技术领域
本发明属于电化学传感器和分子识别技术领域，具体涉及一种L-His-ZIF-8手性材料、制备方法及应用。
背景技术
氨基酸在所有生物体中都起着重要的作用，是蛋白质和代谢中间体的基础。除甘氨酸外，其它氨基酸都具有手性。氨基酸对映体识别的研究可以提供重要的信息，有助于更好地理解生物系统中的手性识别，并进一步促进生物化学和药物研究的进展。常用的手性分离技术包括高效液相色谱法、气相色谱法和毛细管电泳法。但这些方法大多需要昂贵的手性柱和复杂的样品预处理过程，并不适合于实时分析。电化学手性识别技术由于具有成本低、速度快、灵敏度高等优点受到了人们的广泛关注，但现有的电化学手性材料还存在着制备方法复杂、识别性能单一的缺点。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种L-His-ZIF-8手性材料的制备方法，具有原料简单、制备过程简单的优点。
本发明的另一目的是提供一种L-His-ZIF-8的手性材料，能够用于制备电化学传感器，快速识别色氨酸和酪氨酸的对映体。
本发明的再一目的是提供一种L-His-ZIF-8手性材料在制备电化学传感器中的应用。
为解决现有技术的不足，本发明提供的技术方案为：
一种L-His-ZIF-8手性材料的制备方法，包括，
S1：以Zn2+离子为中心离子，对工作电极施加负电位，将Zn沉积于工作电极表面，得到Zn颗粒修饰电极；
S2：以L-His为手性试剂，2-甲基咪唑为配体，以所述Zn颗粒修饰电极为工作电极，通过电沉积法制备L-His-ZIF-8手性材料。
优选的，所述步骤S1包括，
以铂片电极为对电极，玻碳电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，将对电极、工作电极和参比电极置于含有Zn2+的电解质溶液中，通过恒电位沉积制备Zn颗粒修饰电极；所述恒电位沉积的沉积电位为-1.2～-1.0V，沉积时间为10～100s。
优选的，所述步骤S1中，所述恒电位沉积的沉积电位为-1.02V，沉积时间为20s。
优选的，所述含有Zn2+的电解质溶液为硫酸钠与硫酸锌的混合溶液；所述硫酸钠与硫酸锌的混合溶液中，所述硫酸钠的浓度为0.03～0.06M，所述硫酸锌的浓度为0.3～0.6M。
优选的，所述步骤S2包括，
以铂片电极为对电极，Zn颗粒修饰电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，将对电极、工作电极和参比电极置于L-His与2-甲基咪唑的混合水溶液中，通过恒电位沉积制备L-His-ZIF-8手性材料；所述恒电位沉积的沉积电位为-1.0～-0.4V，沉积时间为10～20min。
优选的，所述步骤S2中，所述恒电位沉积的沉积电位为-0.7V，沉积时间为10min。
优选的，所述L-His与2-甲基咪唑的混合水溶液中，所述L-His的浓度为0.05～0.15M，所述2-甲基咪唑的浓度为0.5～1.5M。
优选的，所述L-His与2-甲基咪唑的混合水溶液中，所述L-His的浓度为0.11M，所述2-甲基咪唑的浓度为1.0M。
一种L-His-ZIF-8手性材料，由前述的L-His-ZIF-8手性材料的制备方法制备得到。
前述的L-His-ZIF-8手性材料的制备方法制备的L-His-ZIF-8手性材料在制备电化学传感器中的应用。
本发明的有益效果：
本发明提供的L-His-ZIF-8手性材料的制备方法，通过两步电沉积法，将L-His作为手性配体嵌入到ZIF-8框架中，合成了L-His-ZIF-8手性材料，原料简单，制备方法简单易行，制备出的L-His-ZIF-8手性材料可用于构建电化学传感器快速识别酪氨酸和色氨酸的对映体。
附图说明
图1为实施例一中L-His，ZIF-8和L-His-ZIF-8的红外光谱图；
图2为实施例一中L-His，ZIF-8和L-His-ZIF-8的局部放大红外光谱图；
图3为实施例二中裸GCE，ZIF-8/GCE和L-His-ZIF-8/GCE的循环伏安图；
图4为实施例三中L-His-ZIF-8/GCE识别Tyr对映体的差分脉冲伏安图；
图5为实施例三中L-His-ZIF-8/GCE识别Trp对映体的差分脉冲伏安图；
图6为实施例四中不同pH下L-His-ZIF-8/GCE识别Tyr对映体时的氧化峰电流比值图。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明作进一步描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种L-His-ZIF-8手性材料的制备方法，包括，
S1：以Zn2+离子为中心离子，对工作电极施加负电位，将Zn沉积于工作电极表面，得到Zn颗粒修饰电极。
在本发明的可选实施例中，以铂片电极为对电极，玻碳电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，将对电极、工作电极和参比电极置于含有Zn2+的电解质溶液，在-1.2～-1.0V恒电位下沉积10～100s，Zn颗粒沉积于玻碳电极表面，得到Zn颗粒修饰的玻碳电极。
在本发明的优选实施例中，恒电位沉积的沉积电位为-1.02V，沉积时间为20s。
在本发明的可选实施例中，含有Zn2+的电解质溶液为硫酸钠与硫酸锌的混合溶液；硫酸钠与硫酸锌的混合溶液中，硫酸钠的浓度为0.03～0.06M，优选为0.05M，硫酸锌的浓度为0.3～0.6M，优选为0.5M。
S2：以L-组氨酸(L-His)为手性试剂，2-甲基咪唑为配体，以Zn颗粒修饰电极为工作电极，通过电沉积法制备L-His-ZIF-8手性材料。
在本发明的可选实施例中，以铂片电极为对电极，Zn颗粒修饰的玻碳电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，将对电极、工作电极和参比电极置于L-His与2-甲基咪唑的混合水溶液中，在-1.0～-0.4V恒电位下沉积10～20min，在玻碳电极表面制得L-His-ZIF-8手性材料。
在本发明的优选实施例中，恒电位沉积的沉积电位为-0.7V，沉积时间为10min。
在本发明的可选实施例中，L-His与2-甲基咪唑的混合水溶液中，2-甲基咪唑的摩尔浓度为0.5～1.5M，优选为1.0M；L-His的摩尔浓度为0.05～0.15M，优选为0.11M。
ZIF-8因其有着优异的热稳定性和化学稳定性而被用作手性配体的模板。本发明通过两步电沉积法，将L-His作为手性配体嵌入到ZIF-8框架中，合成了L-His-ZIF-8手性材料，制备出的L-His-ZIF-8手性材料可用于构建电化学传感器快速识别酪氨酸和色氨酸的对映体。
本发明通过差分脉冲伏安法来评估L-His-ZIF-8手性材料的手性识别效率，具体方法如下：
RL/D＝IL/ID
式中，RL/D表示氨基酸对映体的峰电流比值，IL和ID分别表示L-氨基酸和D-氨基酸的峰电流。
电化学识别酪氨酸(Tyr)对映体：采用三电极体系，以L-His-ZIF-8手性材料修饰的玻碳电极作为工作电极，铂片电极为对电极，银/氯化银电极为参比电极，通过差分脉冲伏安法电化学识别Tyr对映体，将三电极体系分别置于20mL浓度为1mM L-Tyr和D-Tyr的0.1M pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液中，静置10s，在0.4～1.2V的电位范围内进行差分脉冲伏安法测试，通过计算氧化峰电流比值(ID-Tyr/IL-Tyr)来评估手性识别效率。
电化学识别色氨酸(Trp)对映体：采用三电极体系，以L-His-ZIF-8手性材料修饰的玻碳电极作为工作电极，铂片电极为对电极，银/氯化银电极为参比电极，通过差分脉冲伏安法电化学识别Trp对映体，将三电极体系分别置于20mL浓度为1mM L-Trp和D-Trp的0.1MpH为7.0的磷酸盐缓冲溶液中，静置10s，在0.4～1.2V的电位范围内进行差分脉冲伏安法测试，通过计算氧化峰电流比值(IL-Trp/ID-Trp)来评估手性识别效率。
本发明的实施例还提供一种L-His-ZIF-8手性材料，由前述的L-His-ZIF-8手性材料的制备方法制备得到。
本发明提供的L-His-ZIF-8手性材料可用于制备电化学传感器，用于识别色氨酸和酪氨酸的对映体。
下述实施例中所用试剂均为市售。
实施例一：
采用三电极体系，铂片电极为对电极，玻碳电极(GCE)为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，将三电极体系置于0.05M的硫酸钠与0.5M的硫酸锌混合电解质溶液中，在-1.02V的恒电位下，将Zn沉积到玻碳电极表面，20s后停止沉积，将电极表面用超纯水冲洗、吹干，再将三电极体系置于0.11M的L-His与1M的2-甲基咪唑的混合水溶液中，在-0.7V的恒电位下沉积10min，即可在玻碳电极表面制得L-His-ZIF-8手性材料。
采用三电极体系，铂片电极为对电极，玻碳电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，将三电极体系置于0.05M的硫酸钠与0.5M的硫酸锌混合电解质溶液中，在-1.02V的恒电位下，将Zn沉积到玻碳电极表面，20s后停止沉积，将电极表面用超纯水冲洗、吹干，再将三电极体系置于1M的2-甲基咪唑的混合水溶液中，在-0.7V的恒电位下沉积10min，即可玻碳电极表面制得ZIF-8材料。
附图1为L-His，ZIF-8和L-His-ZIF-8手性材料的红外光谱图。L-His在1635cm-1处的特征吸收峰归因于C＝O的伸缩振动。而ZIF-8中不存在此特征峰。L-His-ZIF-8在1635cm-1处也出现了C＝O的伸缩振动峰，这说明L-His被成功引入到ZIF-8中。此外，L-His、ZIF-8与L-His-ZIF-8三者均在1580～1050cm-1和1000～500cm-1处出现了特征峰群，这两个特征峰群分别归因于咪唑环中C-H的伸缩振动和C-H的面内弯曲振动。另外，如附图2所示，L-His在925cm-1处的特征吸收峰归因于N-H的面外弯曲振动，而L-His-ZIF-8在此处的特征峰消失了，表明L-His的氮原子参与了与Zn2+、有机配体咪唑环的配位。
实施例二：
分别以实施例一得到的ZIF-8修饰玻碳电极(ZIF-8/GCE)和L-His-ZIF-8手性材料修饰玻碳电极(L-His-ZIF-8/GCE)为工作电极，以铂片电极为对电极，银/氯化银电极为参比电极，使用循环伏安法探究了裸GCE、ZIF-8/GCE和L-His-ZIF-8/GCE的电化学性能。
将三电极体系置于20mL含有5mM[Fe(CN)6]4-/3-的0.1M KCl溶液中，在扫速为0.1V/s，电位范围为-0.2～0.6V的条件下进行循环伏安测定。如附图3所示，裸GCE呈现出一对明显的氧化还原峰，这归因于[Fe(CN)6]3-和[Fe(CN)6]4-之间的氧化还原作用。当ZIF-8修饰到GCE表面后，峰电流明显减小，主要归因于ZIF-8的导电性差。当L-His-ZIF-8修饰到GCE表面后，氧化还原峰电流相较于ZIF-8/GCE又进一步降低，这归因于L-His不导电，进一步阻碍了发生在溶液/电极界面上的电荷转移。由此可以得出，ZIF-8修饰玻碳电极和L-His-ZIF-8手性材料修饰玻碳电极制备成功。
实施例三：
采用实施例一制备的L-His-ZIF-8手性材料修饰玻碳电极(L-His-ZIF-8/GCE)为工作电极，以铂片电极为对电极，银/氯化银电极为参比电极，组成电化学传感器，采用差分脉冲伏安法法研究电化学传感器分别对Tyr和Trp对映体的识别。
将电化学传感器分别置于20mL浓度为1mM L-Tyr和D-Tyr的0.1M pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液中，静置10s，在0.4～1.2V的电位范围内进行差分脉冲伏安法测试，差分脉冲伏安图见附图4，计算氧化峰电流比值，ID-Tyr/IL-Tyr为2.62，表明该电化学传感器对Tyr能够有效识别。
将电化学传感器分别置于20mL浓度为1mM L-Trp和D-Trp的0.1M pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液中，静置10s，在0.4～1.2V的电位范围内进行差分脉冲伏安法测试，差分脉冲伏安图见附图5，计算氧化峰电流比值，IL-Trp/ID-Trp为1.66，表明该电化学传感器对Trp能够有效识别。
实施例四：
采用实施例三制备的电化学传感器，将电化学传感器分别置于20mL浓度为1mM L-Tyr和D-Tyr的0.1M不同pH的磷酸盐缓冲溶液中，静置10s，在0.4～1.2V的电位范围内进行差分脉冲伏安法测试，计算不同pH下的氧化峰电流比值，结果如附图6所示。当pH为7.0时，识别效率最高。当pH在5.0～6.5范围内时，其识别效果不是很明显，这可能是由于ZIF-8在酸性环境中不能稳定存在。当pH为7.0时，识别效率是最好的，因为Tyr的等电点为5.66，L/D-Tyr在pH为7.0时都带有负电荷，而ZIF-8带有正电荷，且His的等电点为7.59，此时的L-His带有少量的正电荷，所以带有负电荷的Tyr对映体与带有正电荷的L-His-ZIF-8之间会产生静电吸引作用，从而导致pH为7.0时的识别效率最高。当pH为7.5时，L/D-Tyr带有负电荷，L-His不带电，而ZIF-8带有正电荷，所以此时的识别效率会低于pH为7.0时的识别效率。当pH为8.0时，L/D-Tyr带有负电荷，L-His也带有负电荷，ZIF-8带有正电荷，从而导致此时的识别效率低于pH为7.5时的识别效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法，其特征在于，包括，
S1：以Zn2+离子为中心离子，对工作电极施加负电位，将Zn沉积于工作电极表面，得到Zn颗粒修饰电极；
S2：以L-His为手性试剂，2-甲基咪唑为配体，以所述Zn颗粒修饰电极为工作电极，通过电沉积法制备L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极。
2.根据权利要求1所述的一种L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括，
以铂片电极为对电极，玻碳电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，将对电极、工作电极和参比电极置于含有Zn2+的电解质溶液中，通过恒电位沉积制备Zn颗粒修饰电极；所述恒电位沉积的沉积电位为-1.2 ~ -1.0 V，沉积时间为10 ~ 100 s。
3.根据权利要求2所述的一种L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述恒电位沉积的沉积电位为-1.02 V，沉积时间为20 s。
4.根据权利要求2所述的一种L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法，其特征在于，所述含有Zn2+的电解质溶液为硫酸钠与硫酸锌的混合溶液；所述硫酸钠与硫酸锌的混合溶液中，所述硫酸钠的浓度为0.03 ~ 0.06 M，所述硫酸锌的浓度为0.3 ~ 0.6 M。
5.根据权利要求1所述的一种L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括，
以铂片电极为对电极，Zn颗粒修饰电极为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，将对电极、工作电极和参比电极置于L-His与2-甲基咪唑的混合水溶液中，通过恒电位沉积制备L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极；所述恒电位沉积的沉积电位为-1.0 ~ -0.4 V，沉积时间为10 ~ 20 min。
6.根据权利要求5所述的一种L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述恒电位沉积的沉积电位为-0.7 V，沉积时间为10min。
7.根据权利要求5所述的一种L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法，其特征在于，所述L-His与2-甲基咪唑的混合水溶液中，所述L-His的浓度为0.05 ~ 0.15 M，所述2-甲基咪唑的浓度为0.5 ~ 1.5 M。
8.根据权利要求7所述的一种L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法，其特征在于，所述L-His与2-甲基咪唑的混合水溶液中，所述L-His的浓度为0.11 M，所述2-甲基咪唑的浓度为1.0 M。
9.一种L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极，其特征在于，由权利要求1~8中任意一项权利要求所述的L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法制备得到。
10.权利要求1~8中任意一项权利要求所述的L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极的制备方法制备的L-His-ZIF-8手性材料修饰的工作电极在制备电化学传感器中的应用。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109265698A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-25 | 济南大学 | 一种mof/碳点手性杂化材料及其制备方法和应用 |
| CN111398381A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-10 | 济南大学 | 一种识别非电活性氨基酸对映体的电化学识别方法 |
| US10895552B1 (en) * | 2018-11-05 | 2021-01-19 | Qingdao University | Method for preparing ratiometric electrochemical aptasensor for Vaniline based on nanocomposite modified electrode |
| CN113061264A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-07-02 | 郑州大学 | 手性MOFs材料及其作为色谱固定相在拆分手性药物方面的应用 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109265698A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-25 | 济南大学 | 一种mof/碳点手性杂化材料及其制备方法和应用 |
| US10895552B1 (en) * | 2018-11-05 | 2021-01-19 | Qingdao University | Method for preparing ratiometric electrochemical aptasensor for Vaniline based on nanocomposite modified electrode |
| CN111398381A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-10 | 济南大学 | 一种识别非电活性氨基酸对映体的电化学识别方法 |
| CN113061264A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-07-02 | 郑州大学 | 手性MOFs材料及其作为色谱固定相在拆分手性药物方面的应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 氨基酸功能化晶态多孔聚合物的研究进展;梅佩;张媛媛;冯霄;;化学学报(第10期);全文 * |
| 金属有机骨架及其复合材料在分离领域中的应用进展;张晓琼;汪彤;王培怡;姚伟;丁明玉;;色谱(第12期);全文 * |
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