基于碳納米復(fù)合材料手性識(shí)別電活性小分子電化學(xué)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(xué)、生命科學(xué)、食品科學(xué)、材料科學(xué)及環(huán)境等方面發(fā)揮著獨(dú)特的作用，從而手性化合物對(duì)映體純度和含量的測(cè)定成為當(dāng)前化學(xué)的研究熱點(diǎn)。因此發(fā)展低成本、檢測(cè)快速的手性識(shí)別技術(shù)成為新的研究發(fā)展要求。電化學(xué)傳感器因具有操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)快速、響應(yīng)靈敏以及低成本、污染小等優(yōu)點(diǎn)而作為一類(lèi)新的測(cè)試手段應(yīng)用于手性識(shí)別研究。碳納米材料因具有大的比表面積、良好的化學(xué)穩(wěn)定性及優(yōu)良的電化學(xué)

2、性質(zhì)，被廣泛用于合成納米復(fù)合材料構(gòu)建電化學(xué)傳感界面，為電化學(xué)傳感器應(yīng)用于手性識(shí)別開(kāi)拓了新的發(fā)展前景。本文主要通過(guò)合成新型碳納米復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于構(gòu)建手性傳感表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)電活性手性小分子實(shí)時(shí)在線(xiàn)、快速靈敏的手性識(shí)別檢測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容分為以下三部分:
　　1.研究了新型多孔納米復(fù)合材料對(duì)色氨酸對(duì)映體的手性識(shí)別。通過(guò)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(shí)別能力的多孔

3、納米復(fù)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(xué)交流阻抗技術(shù)(EIS)對(duì)該材料進(jìn)行表征。利用循環(huán)伏安技術(shù)研究該多孔納米復(fù)合材料對(duì)色氨酸(Trp)對(duì)映體的手性識(shí)別作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該納米復(fù)合材料與D-Trp的作用更強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)色氨酸對(duì)映異構(gòu)體的手性識(shí)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(duì)多巴對(duì)映異構(gòu)體的手性識(shí)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(guò)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(shí)別能力的電化學(xué)傳感界面。采用差分脈沖伏安法(DPV)研究多巴(DOPA)對(duì)映異構(gòu)體在該手性表面上的電信號(hào)響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)D-DOPA的電流響應(yīng)信號(hào)明顯大于L-DOPA，由此說(shuō)明:該手性表面與D-DOPA的作用強(qiáng)于L-DOPA

5、。
　　3.采用循環(huán)伏安技術(shù)和方波伏安技術(shù)對(duì)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(fù)合材料對(duì)多巴對(duì)映體的手性識(shí)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(guò)EDC/NHS與L-半胱氨酸共價(jià)鍵合形成納米復(fù)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(duì)該材料進(jìn)行表征。然后將該復(fù)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(duì)比研究其對(duì)多巴對(duì)