[发明专利]一种羧甲基纤维素‑壳聚糖复合材料的制备及其修饰电极电化学法识别色氨酸对映体

说明书

技术领域

本发明涉及一种羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料的制备及其修饰电极电化学法识别色氨酸对映体，属于生物技术以及电化学研究领域。

技术背景

构成生命活动中的物质如蛋白质、多糖、核酸、氨基酸等几乎都是具有手性的。对于手性化合物，当不存在外部手性环境时，两个对映体除光学活性外，具有完全相同的化学和物理性质，以及具有相同的红外光谱和核磁共振谱，在气相和液相色谱上也具有相同的保留时间。然而当存在外部手性环境时，两个光学异构体就表现出不同的性能(比如药效和药物动力学)。因此，手性识别具有重要研究意义。目前，手性识别研究方法主要包括毛细管电泳法、色谱法、荧光检测和电化学法。其中色谱方法已经被广泛用于分离分析手性化合物，并且证明是一种有效的手性分析方法，但是该方法成本高，分析时间长，难以实现在线检测。另外，毛细管电泳法的重现性较差以及荧光检测的应用范围较窄，电化学传感器因其成本低、识别效率高等优点用来识别手性物质具有很广泛地研究价值。

氨基酸与生物的生命活动有着密切的关系，大多氨基酸具有手性异构体。D-型和L-型对映体的生理作用迥异，L-型氨基酸是人体所需氨基酸，而摄入过量D-型氨基酸会引起中毒。在营养学上D-型似乎没有意义，但它却倍受医药工作者的青睐，如氨基酸类抗生素中，D-型氨基酸难以被细菌降解，而不致产生抗药性。这无疑将为抗生素的利用提供更为广阔的前景。色氨酸是人体必需的氨基酸之一，色氨酸已经被确定为血清素神经递质的前驱体，因此采用适当的技术对其进行准确的识别、分离和提纯显得尤为重要。

纤维素是一种高分子碳水化合物，是最丰富的天然高分子之一，是自然界取之不尽、用之不竭的可再生资源，其材料废弃后很容易被土壤中的微生物降解，是典型的环境友好材料。羧甲基纤维素是常见的纤维素衍生物之一，其分子具有丰富的羟基和羧基，从而使得羧甲基纤维素对许多离子、有机物以及生物分子具有离子螯合、吸附等作用，纤维素及其衍生物可用作手性识别材料。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料的制备及其修饰电极电化学法识别色氨酸对映体。将羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料修饰于玻碳电极后能够高效的识别色氨酸对映体。

本发明所述一种羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料的制备及其修饰电极电化学法识别色氨酸对映体，包括以下步骤：

a、制备羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料：将羧甲基纤维素钠粉末溶解于30～60mL 0.1～0.3M磷酸二氢钠(pH＝6～8)溶液中，搅拌使其完全溶解，配置成一定浓度的羧甲基纤维素钠溶液，然后在其溶液中加入20～80mg 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和20～80mg N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌1～3h，活化羧甲基纤维素钠中的羧基基团。将壳聚糖粉末溶解于30～60mL0.1～0.3M醋酸溶液中，搅拌使其完全溶解，配置成一定浓度的壳聚糖溶液。将壳聚糖溶液逐滴加入到羧甲基纤维素钠溶液中，滴加过程中持续搅拌，析出的白色固体为羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料，离心分离，将得到的复合材料用0.1～0.3M醋酸溶液冲洗3～5次，除去未参加反应的壳聚糖，然后再将此复合材料用超纯水水洗3～5次，除去未反应的羧甲基纤维素钠及其他水溶性的杂质，最后将得到的固体冷冻干燥。

b、制备羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料修饰电极：将羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料超声分散于超纯水中，用移液枪移取一定量的分散液滴涂于玻碳电极表面，在室温下干燥，即可得到羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料修饰电极。

c、电化学法识别色氨酸对映体：采用差分脉冲法来识别色氨酸对映体，将羧甲基纤维素-壳聚糖复合材料修饰电极静置在20～30mL色氨酸对映体溶液中一段时间后，在0.4～1.2V(vs.SCE)的电化学窗范围内进行差分脉冲，每次测完后修饰电极在20～30mL 0.1～0.3M磷酸二氢钠(pH＝6～8)中扫稳恢复电极活性。

进一步地，步骤a中羧甲基纤维素钠的浓度为1～3mg/mL。

进一步地，步骤a中壳聚糖的浓度为1～3mg/mL。

进一步地，步骤b中移液枪移取分散液的体积为1～10μL。

进一步地，步骤b中分散液浓度为1～3mg/mL。

进一步地，步骤c中氨基酸对映体的浓度为0.1～1mM。

进一步地，步骤c中静置时间为30～90s。