论文部分内容阅读
手性是自然界和生物体的基本属性。自然界和生物体内的许多反应都是手性识别过程,对映体的不同构型在生物体内往往呈现截然不同的药理活性、代谢过程、代谢速率及毒理作用。因此,手性识别具有重要的理论和实际研究意义。在分析化学领域,手性识别研究的前沿方向和热点是建立快速,精确,灵敏的分析方法。电分析方法因具有高灵敏度,仪器简单,快速等特点而得到迅速的发展。本论文以提高手性识别灵敏度为出发点开展工作,主要利用合成的手性纳米材料或酶作为手性选择剂,以不同原理和方法构建具有手性识别传感功能的手性表面,运用电化学方法对手性物质识别分析开展了一系列研究工作。主要工作分为以下几个部分：1.采用差分脉冲技术对比研究了赖氨酸对映异构体手性聚合膜修饰表面分别对左旋多巴(L-DOPA)和右旋多巴(D-DOPA)的电催化识别研究。实验结果表明：D-和L-Lys聚合膜均对多巴有明显的电催化作用。L-Lys聚合膜对多巴对映体的识别效果强于D-Lys聚合膜,其中L-Lys聚合膜对D-DOPA的作用明显强于L-DOPA,D-Lys聚合膜对L-DOPA的作用强于D-DOPA。说明了赖氨酸对映体聚合膜对多巴对映体的电化学作用具有左右各向异性。同时,利用原子力显微技术研究了Lys对映异构体手性聚合膜各自的表面形貌,并从热力学角度讨论分析了L-DOPA和D-DOPA在Lys手性聚合膜上的手性电催化识别机理。而且将L-Lys手性聚合膜在最优实验条件下用于L-DOPA和D-DOPA含量检测,取得了满意的结果和较低的检测限,说明该手性聚合膜为手性药物的识别提供了潜在的可能。2.以具有独特的电学和光学特性的有机半导体材料花四甲酸二酐(PTCDA,3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride),和具有电化学活性的硫堇为原料,制备了有机半导体纳米复合材料(PTCA-Thi),再结合作为手性选择剂的N-(叔丁氧羰基)-O-苄基-L-丝氨酸(L-BBSer),最终合成了手性纳米复合材料,并将该材料修饰在裸电极表面构建敏感型手性界面(PTCA-Thi-L-BBSer)。通过电化学表征了解到PTCA-Thi-L-BB Ser具有导电性好,氧化还原活性强且易于成膜等优点,兼且L-BBSer选择性识别特性。应用该灵敏界面对赖氨酸(Lys),脯氨酸(Pro),精氨酸(Arg),丙氨酸(Ala),组氨酸(His)对映异构体的电化学阻抗识别研究,结果表明：PTCA-Thi-L-BBSer修饰电极仅能与赖氨酸对映异构体(Lys)产生较明显的阻抗差异,且与D-Lys(?)乍用强于L-Lys,显示了对D-Lys较强的手性识别作用。3.以牛血清白蛋白(BSA)为稳定酶基质与DAAO形成均匀溶液以提高酶膜的稳定性,利用PTCA功能化的多壁碳纳米管复合纳米材料(PTCA/MWCNT)表面丰富的羧基,通过交联作用固载DAAO,将PTCA/MWCNT材料的信号放大功能与D-氨基酸氧化酶(DAAO)的特异性识别相结合,放大电化学响应信号,构建高灵敏的无试剂型手性酶传感器。经实验研究证明,该酶传感器不能与L-氨基酸作用,能与一系列D-氨基酸产生灵敏的发生作用,产生灵敏的电化学响应,且对D-丙氨酸的响应信号最大,检测限为3.5nmol。该方法不仅操作简单,而且大大提高了手性分析的手性识别能力以及手性检测的灵敏度。