手性是自然界中最本质的属性之一,手性识别在各个领域都有重要的研究价值。氨基酸作为生命的基本结构单元以及多种手性药物合成的前驱体,对其进行手性识别不仅有利于基础科学的研究,还能促进医药科学的发展。电化学手性传感器具有操作简单、实时快速、经济环保、灵敏度高等优点,受到了众多研究者的关注。而石墨烯具有优异的电化学性能,可作为复合材料的基底为电化学传感提供一个有效的传感平台;当其与手性选择剂复合后,材料一般具有较大的空间位阻,能维持手性选择剂的识别能力。本论文以石墨烯基复合材料为基础,利用电化学方法对色氨酸对映体、赖氨酸对映体、酪氨酸对映体进行了手性识别。主要研究内容如下:1、首先合成具有较大空间位阻的1,10-邻菲罗啉铜(Ⅱ)配合物,并利用1,10-邻菲罗啉配体上大的π体系与石墨烯发生非共价作用自组装形成石墨烯/1,10-邻菲罗啉铜(Ⅱ)复合材料。通过红外、紫外、扫描电镜、XRD等表征手段证明成功合成了针状结构的手性识别材料,这种独特的形貌结构有利于增加复合材料与对映体的接触面积,增大手性识别过程的空间位阻。将复合材料分散在无水乙醇中简单的修饰在玻碳电极表面并利用循环伏安、交流阻抗以及充放电测试,表明复合材料具有良好的电化学性能、电容性能和手性识别能力。当复合材料与色氨酸对映体通过我们改进的配体交换法发生反应后,峰电流的减弱程度明显不同,以此为基础可实现电化学识别色氨酸对映体。随后又继续探讨了色氨酸的浓度、检测时间、电解液pH对手性识别的影响。将电化学手性传感器用于实际检测和分析由不同比例的L-色氨酸和D-色氨酸组成的对映体混合溶液时,峰电流随着L-色氨酸含量的增加呈线性降低,这说明该传感器可用于检测对映体中某一构型的含量,且传感器制作简单、方便经济,检测过程高效快速。2、为了提高电化学手性识别的效率我们进一步选用了本身就含有手性的色氨酸作为配体合成L-色氨酸铜(Ⅱ)配合物,并用色氨酸上的吲哚环与石墨烯发生π-π作用形成石墨烯/L-色氨酸铜(Ⅱ)复合材料。通过红外、紫外、扫描电镜、XRD等手段确定了L-色氨酸铜(Ⅱ)配合物与石墨烯的最佳复合比及复合材料的结构和形貌。将复合材料简单的修饰在玻碳电极表面后通过循环伏安和交流阻抗测试,表明复合材料具有良好的电化学性能,可进一步用于电化学手性识别。复合材料与赖氨酸对映体通过改进的配体交换发生反应后,峰电流的强度和峰电位都有了明显的变化,通过这两种电信号的变化都可以实现对赖氨酸对映体的识别。随后又继续探讨了赖氨酸的浓度、检测时间、电解液pH对手性识别的影响。将电化学手性传感器用于实际检测和分析赖氨酸对映体混合溶液时,峰电流随着D-赖氨酸含量的增加而降低,但其线性关系并不好,而峰电位的偏移与D-赖氨酸含量之间有很好的线性关系,这说明该传感器可通过峰电位的偏移检测赖氨酸对映体中某一构型的含量。这种通过电位变化达到手性识别的传感器更加稳定可靠、制作方法也简单、方便,检测过程快速、高效。通过这个实验也进一步证明了改进的配体交换法确实可用于电化学手性识别。3、首先制备出L-赖氨酸铜(Ⅱ)配合物,并利用配合物中两个空间位阻较小的端氨基与氧化石墨上的环氧基发生亲核取代反应,控制性的合成了石墨烯/L-赖氨酸铜(Ⅱ)复合材料,再用EDTA脱去铜离子即可得到石墨烯/L-赖氨酸手性复合材料,这种合成方法可以有效的保护L-赖氨酸的手性位点。通过红外、扫描电镜、XRD、XPS、水溶性测试等手段可以确定复合材料保留了L-赖氨酸手性碳原子上的羧基和氨基,因此复合材料具有良好的水溶性、生物相容性以及手性。L-赖氨酸与石墨烯复合后可以打破自身的分子间作用力,使L-赖氨酸的手性碳原子裸露在石墨烯表面。当该手性复合材料组装成传感器后可与D-色氨酸通过三点作用力形成非对映异构体,而不能和L-Trp形成这种作用力。利用循环伏安测试可将这种差异转化成电化学信号以实现手性识别。随后探究了色氨酸对映体的浓度、反应时间、电解液pH对识别过程的影响。在得到最佳测试条件后,该传感器可用于实际分析和检测色氨酸对映体中某一构型的含量,且检测时间极短、识别效率较高。同时,通过这个实验我们也提出将三点作用原理应用于电化学手性识别中,有利于进一步解释电化学手性识别的原理。4、为了增加手性复合材料中手性位点的数量以提高传感器的手性识别能力,我们将壳聚糖共价接枝到了石墨烯表面制备出石墨烯/壳聚糖手性复合材料。通过扫描电镜、红外、XPS等手段表明壳聚糖通过共价键成功接枝到了石墨烯表面,通过循环伏安和交流阻抗测试发现手性复合材料具有很好的电化学性能,利用差分脉冲伏安法在适当的电解液中可手性识别浓度较低的酪氨酸对映体。石墨烯/壳聚糖手性复合材料主要是利用壳聚糖的双螺旋结构的空间位阻和手性碳原子上的羟基与L-酪氨酸通过三点作用力形成非对映异构体,从而导致峰电流的降低,而D-酪氨酸则不能形成这种强的作用力。同样也研究了酪氨酸与PBS的比例、反应时间、电解液pH对识别过程的影响。在得到最佳测试条件后,该传感器可用于实际分析和检测酪氨酸对映体中某一构型的含量,具有极高的识别效率。