基于分子自组装的电化学传感器手性识别氨基酸对映体

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氨基酸(AAs)是自然界中最重要的手性化合物,是构成蛋白质和其他生物大分子的基石,可以作为各种代谢性疾病的重要生物标志物。然而,几乎只有L-AAs具有生物活性,而D-AAs不能被有效代谢,甚至会对生命活动系统造成严重不良影响。因此,开发有效的AAs对映体识别方法在生命科学研究和临床药物应用中具有重要意义。尽管色谱法、光谱法等已被成功用于手性AAs的识别测定,但这些方法大都存在仪器昂贵、前处理复杂、分析时间长等缺点。近年来,电化学方法因成本低、检测快、操作简单且灵敏度高,在手性分析领域备受关注,且已经在AAs对映体的分析研究中取得了一定进展。本课题基于手性识别材料巧妙地利用分子自组装技术构建了两种电化学手性传感器用于AAs对映体的测定与分析,具体的研究内容如下:第一部分基于CS-MWCNTs自组装Cu2-β-CD所构建的可再生电化学传感器手性识别Trp对映体分子自组装为手性传感器的设计和构建提供了一种合理有效的策略。在这里,Cu2+与β-环糊精(β-CD)通过配位连接合成了Cu2-β-CD,随后在配位驱动作用下与氨基化壳聚糖-MWCNTs(NH2-CS-MWCNTs)组装形成手性传感界面Cu2-β-CD/NH2-CS-MWCNTs。使用电化学方法,在自组装界面上实现了色氨酸(Trp)对映体的有效识别。在最佳实验条件下,所开发的传感器表现出良好的线性和令人满意的可再生能力。Cu2-β-CD/NH2-CS-MWCNTs/GCE显示出预测外消旋混合物中D-Trp和L-Trp比例的能力以及对Trp异构体进行定性和定量测定的可能性。最后,利用电化学传感器检测了大鼠血清中的Trp异构体,进一步验证了该传感器在实际样品检测中的可行性。因此,该电化学手性传感器不仅可用于Trp对映异构体的识别,而且在实际应用中显示出巨大的潜力。第二部分基于PLGA和α-CD自组装传感界面电化学手性识别酪氨酸(Tyr)对映体的初步研究首先,通过氢键作用将α-CD自组装在电聚合L-Glu修饰电极上,制备了α-CD/PLGA/GCE。接着,基于α-CD对Tyr对映体的手性特异性与PLGA的信号放大作用,采用差分脉冲伏安法成功实现Tyr对映体在α-CD/PLGA/GCE上的有效识别。最后,通过对其他芳香族氨基酸的测定,进一步验证了主-客体尺寸匹配原理。
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