CN117607123B - 一种分辨低浓度手性物质对映体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种使用各向异性二维材料分辨低浓度手性物质对映体的方法，该方法首先制备各向异性二维材料薄膜，然后在各向异性二维材料表面滴加手性物质，手性物质的浓度范围为10‑3‑10‑7mol/l，在自然状态下风干，采用全自动激光共聚焦显微拉曼光谱仪对各向异性二维材料以及负载有不同手性物质的各向异性二维材料进行偏振拉曼测试。本发明通过各向异性二维材料偏振拉曼光谱不同的极化效果来达到对手性物质的检测。该方法具有检测范围广、检测限度低、区分效果明显、实验方法简便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及手性分子物质检测领域，特别是涉及通过各向异性二维材料，在较低浓度下，检测分辨手性物质对映体的方法。
背景技术
手性物质是指具有非对称碳原子或其他手性中心的化合物，存在两种镜像对映体，分别称为左旋体(L-enantiomer)和右旋体(D-enantiomer)。对映异构是化学中普遍存在的一种现象，一个对映体和与之相对应的另一个对映体在许多性质上是相同的。然而，它们在生物系统中功效方面的差异引起了极大的关注，这使得对映体的鉴别成为药物筛选、诊断和环境监测等领域中的一项重要任务。圆二色光谱(CD)是一种常用的分辨对映体的方法，通常需要较高的样品浓度或较长的光程才能获得可观测的对映体的CD信号。更重要的是，对于较低浓度的样品，CD检测将会失效，并且不可避免地存在手性分子的固有光学活性不足，目前还没有一种理想的手性鉴别方法。因此，需要寻找其他的光谱方法来克服CD光谱上述技术的不足。
各向异性二维材料是指在不同方向上具有不同物理性质的二维材料。这些材料在平面内和垂直于平面的方向上表现出不同的性质，这种差异可以归因于其晶体结构和键合方式的非均匀性。各向异性二维材料由于其在不同方向上的不同性质，在不同角度偏振光的激发下，其拉曼光谱不同。在各向异性二维材料表面滴加手性物质，螺旋状的手性结构对入射光起到一个螺旋和过滤作用，促使各向异性二维材料拉曼光谱极化；当滴加不同对映体的手性物质时，极化效果不同，且极化效果显著。
基于手性物质对各向异性二维材料拉曼光谱独特的极化效应，为手性检测提供了一个良好的方法。
发明内容
本发明目的是提供一种分辨低浓度手性物质对映体的方法，通过向各向异性二维材料滴加手性物质，进行拉曼偏振检测，在不同对映体下偏振拉曼光谱极化效果不同，实现了良好的对手性物质对映体的检测。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种分辨低浓度手性物质对映体的方法，包括如下步骤：
S1：制备各向异性二维材料薄膜，进行偏振拉曼测试，得到该各向异性二维材料偏振拉曼极化图；
S2：待测手性物质进行拉曼光谱测试，根据拉曼特征峰，确定手性物质的种类；
S3：将S2中已确定的手性物质配置成不同ee值的手性物质溶液，将其滴加在各向异性二维材料薄膜上，进行偏振拉曼测试，得到偏振拉曼极化图；
S4：根据S1和S3中各向异性二维材料极化图中极化角度的偏转值与手性物质的ee值建立标准关系图；
S5：将待测手性物质溶液滴加在各向异性二维材料薄膜上，进行偏振拉曼测试，得到偏振拉曼极化图；
S6：将S5得到的极化图中极化角度的偏转值对应到S4中的标准关系图，获取待测手性物质的ee值；
S7：根据S6得到的ee值计算出手性物质中的对映体的种类和含量。
进一步的，S1中各向异性二维材料包括但不限于GeSe2、ReSe2、ReS2和SnS。
进一步的，手性物质的浓度为10-3～10-7mol/L。
进一步的，采取偏转角度从0～360°偏振拉曼测试，每间隔10°测试一次，选取各向异性二维材料拉曼特征峰的拉曼强度为极径，以角度为极坐标，绘制相应极化图。
进一步的，各向异性二维材料极化角度随手性分子的ee值的变化而变化，符合马卢斯定律。可以根据二维材料极化角度的偏转值确定手性分子的ee值。
各向异性二维材料薄膜可以通过机械剥离法从块体材料上撕裂或用CVD法烧制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出在确定一种各向异性二维材料拉曼极化图为基准，通过观察极化图的偏转方向和角度来检测手性物质对映体的方法。该方法可以实现低浓度手性物质的指纹式检测，一次性测试同时获得手性物质的类别和ee值。对手性物质的检测，具有检测范围广、检测限度低、区分效果明显、实验方法简便等优点。
附图说明
图1是各向异性二维材料ReSe2偏振拉曼极化图。
图2左图为实施例1的偏振拉曼极化图，右图为实施例2的偏振拉曼极化图。
图3是ReSe2拉曼极化角度随ee值变化图，符合马吕斯定律。
图4是实施例1各向异性二维材料ReSe2上滴加手性酪氨酸溶液的拉曼单谱图，图中可以观察到ReSe2和酪氨酸的拉曼特征峰。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本领域技术人员在理解本发明的技术方案基础上进行修改或等同替换，而未脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围内。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例
1.通过CVD法在氧化铝基片上烧制ReSe2薄膜，进行0-360°偏振拉曼测试，每间隔10°测试一次，选取ReSe2特征峰拉曼强度124cm-1，以此为极径，以角度为极坐标，通过专业绘图软件origin做出对应极化图，如附图1。
2.在上述ReSe2薄膜上滴加不同ee值手性酪氨酸溶液，不同ee值的手性酪氨酸溶液滴加在ReSe2薄膜上，在自然状态下烘干，进行0-360°偏振拉曼测试，每间隔10°测试一次，选取ReSe2特征峰拉曼强度124cm-1，以此为极径，以角度为极坐标，通过专业绘图软件origin做出对应极化图。
称取L-酪氨酸0.09059g和D-酪氨酸0.09059g溶于1000ml水中，配制成1mM(10- 3mol/L)、ee值为0的手性酪氨酸溶液，待充分溶解后用移液枪吸取30μL该手性溶液滴加在ReSe2薄膜上，在自然状态下烘干，其偏振拉曼极化图如附图2左图。
称取D-酪氨酸0.18118g溶于1000ml水中，再稀释成浓度为10-7mol/L、ee值为+100％的手性酪氨酸溶液，待充分溶解后用移液枪吸取30μL该手性溶液滴加在ReSe2薄膜上，在自然状态下烘干，其偏振拉曼极化图如附图2右图。
3.相比与单独的各向异性二维材料ReSe2而言，滴加手性酪氨酸溶液后所测得拉曼极化图有一个角度偏转的效果，随着所滴加不同ee值的酪氨酸溶液，偏转角度不同，且偏转方向有规律性，符合马吕斯定律，如附图3。
ee值通常用来描述手性化合物的纯度和对映体选择性。ee值表示一种手性化合物中一种对映体的相对过量程度。它是通过比较左旋体和右旋体的绝对量来计算的。ee值的范围是从-100％到+100％。当ee值为0％时，表示左旋体和右旋体的数量相等，该化合物为一个等量混合物。当ee值为正数时，表示右旋体相对过量；当ee值为负数时，表示左旋体相对过量。对应异构体一个含量为a，另一个含量为b(摩尔或者质量)
ee＝(a-b)/(a+b)×100％
进一步说明，其中不同ee值手性分子溶液的配制：根据上述公式，以氨基酸为例，其中a代表D型氨基酸的量，b代表L型氨基酸的量(以酪氨酸为例)
| ee值 | L-酪氨酸量(克) | D-酪氨酸量(克) |
| -100％ | 0.18118 | 0 |
| -75％ | 0.1585 | 0.0226 |
| -50％ | 0.1359 | 0.045 |
| -25％ | 0.1132 | 0.068 |
| 0％ | 0.0906 | 0.0906 |
| 25％ | 0.068 | 0.1132 |
| 50％ | 0.045 | 0.1359 |
| 75％ | 0.0226 | 0.1585 |
| 100％ | 0 | 0.18118 |
4.将未知ee值手性酪氨酸溶液滴加在ReSe2薄膜上，按照上述方法进行偏振拉曼测试，绘制极化图，根据其极化角度的偏转值在附图3中，获取该手性酪氨酸溶液的ee值，根据ee值计算并分辨出该手性酪氨酸溶液中的对映体构成。
可以根据所测得的拉曼特征峰，确定手性分子的种类，如附图4，实施例的拉曼单谱图中可以观察到ReSe2和酪氨酸的拉曼特征峰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种分辨低浓度手性物质对映体的方法，包括以下步骤：
S1：制备各向异性二维材料薄膜，进行偏振拉曼测试，得到该各向异性二维材料偏振拉曼极化图；
S2：待测手性物质进行拉曼光谱测试，根据拉曼特征峰，确定手性物质的种类；
S3：将S2中已确定的手性物质配置成不同ee值的手性物质溶液，将其滴加在各向异性二维材料薄膜上，进行偏振拉曼测试，得到偏振拉曼极化图；
S4：根据S1和S3中各向异性二维材料极化图中极化角度的偏转值与手性物质的ee值建立标准关系图；
S5：将待测手性物质溶液滴加在各向异性二维材料薄膜上，进行偏振拉曼测试，得到偏振拉曼极化图；
S6：将S5得到的极化图中极化角度的偏转值对应到S4中的标准关系图，获取待测手性物质的ee值；
S7：根据S6得到的ee值计算出手性物质中的对映体的种类和含量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中各向异性二维材料包括但不限于GeSe2、ReSe2、ReS2和SnS。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，手性物质的浓度为10-3～10-7mol/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采取偏转角度从0～360°偏振拉曼测试，每间隔10°测试一次，选取各向异性二维材料拉曼特征峰的拉曼强度为极径，以角度为极坐标，绘制相应极化图。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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