基于碳納米復合材料手性識別電活性小分子電化學傳感器研究.pdf

1、手性是自然界的基本屬性，手性化合物是生物體的基本組成成分。不同構(gòu)型的手性化合物在醫(yī)藥科學、生命科學、食品科學、材料科學及環(huán)境等方面發(fā)揮著獨特的作用，從而手性化合物對映體純度和含量的測定成為當前化學的研究熱點。因此發(fā)展低成本、檢測快速的手性識別技術(shù)成為新的研究發(fā)展要求。電化學傳感器因具有操作簡便、檢測快速、響應靈敏以及低成本、污染小等優(yōu)點而作為一類新的測試手段應用于手性識別研究。碳納米材料因具有大的比表面積、良好的化學穩(wěn)定性及優(yōu)良的電化學

2、性質(zhì)，被廣泛用于合成納米復合材料構(gòu)建電化學傳感界面，為電化學傳感器應用于手性識別開拓了新的發(fā)展前景。本文主要通過合成新型碳納米復合材料，并將其應用于構(gòu)建手性傳感表面，實現(xiàn)對電活性手性小分子實時在線、快速靈敏的手性識別檢測。主要研究內(nèi)容分為以下三部分:
　　1.研究了新型多孔納米復合材料對色氨酸對映體的手性識別。通過循環(huán)伏安技術(shù)在多壁碳納米管(MWCNTs)修飾的玻碳電極上電聚合L-半胱氨酸（L-Cys），形成具有手性識別能力的多孔

3、納米復合材料（PLC/MWCNTs），并采用掃描電子顯微鏡(SEM)、循環(huán)伏安技術(shù)(CV)和電化學交流阻抗技術(shù)(EIS)對該材料進行表征。利用循環(huán)伏安技術(shù)研究該多孔納米復合材料對色氨酸(Trp)對映體的手性識別作用。實驗結(jié)果表明:該納米復合材料與D-Trp的作用更強，從而實現(xiàn)了對色氨酸對映異構(gòu)體的手性識別。
　　2.研究了巰基化-β-環(huán)糊精/納米金/石墨烯構(gòu)建的手性表面對多巴對映異構(gòu)體的手性識別作用。利用氨基化離子液體(IL-NH

4、2)還原氧化石墨烯制備離子液體還原的氧化石墨烯（IL-rGO），并將其滴涂于玻碳電極表面，然后在其表面電沉積納米金(dpAu)，最后通過金-硫鍵作用在納米金上自組裝巰基化-β-環(huán)糊精(β-CD-SH)，從而構(gòu)建了具有手性識別能力的電化學傳感界面。采用差分脈沖伏安法(DPV)研究多巴(DOPA)對映異構(gòu)體在該手性表面上的電信號響應，發(fā)現(xiàn)D-DOPA的電流響應信號明顯大于L-DOPA，由此說明:該手性表面與D-DOPA的作用強于L-DOPA

5、。
　　3.采用循環(huán)伏安技術(shù)和方波伏安技術(shù)對比研究了多壁碳納米管、花四甲酸(PTCA)和L-半胱氨酸形成的復合材料對多巴對映體的手性識別。利用π-π堆積作用制備苝四甲酸功能化的多壁碳納米管，將其通過EDC/NHS與L-半胱氨酸共價鍵合形成納米復合材料(MWCNTs-PTCA-Cys)，并利用循環(huán)伏安技術(shù)和掃描電子顯微鏡對該材料進行表征。然后將該復合材料修飾于玻碳電極上，利用循環(huán)伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)對比研究其對多巴對