[发明专利]一种rGO-PTCA-CS复合材料的制备及应用

说明书

本发明提供了一种rGO‑PTCA‑CS复合材料的制备，是先将氧化石墨超声分散于水中形成均匀悬浮液；向悬浮液加入3,4,9‑苝四羧酸，再加入肼和氨水溶液，在90~95℃下剧烈搅拌2~3h，静置，分离，水洗，干燥，得还原氧化石墨烯‑3,4,9‑苝四羧酸复合材料；再将还原氧化石墨烯‑3,4,9‑苝四羧酸溶于去离子水中，超声处理3~5h；然后向其中加入壳聚糖乙酸溶液，再加入交联剂EDC和NHS,在常温下反应24h，反应完成后过滤，干燥即得。以rGO‑PTCA‑CS修饰的电极为工作电极进行示差脉冲伏安进行识别。L‑色氨酸和D‑色氨酸与修饰电极作用时，峰电流大小不同，从而可以快速、灵敏的识别色氨酸异构体。

技术领域

本发明涉及一种具有优异电性能的还原氧化石墨烯-3,4,9,10-苝四羧酸-壳聚糖复合材料（rGO-PTCA-CS）复合材料的制备方法，本发明属于复合材料和电化学技术领域。

背景技术

色氨酸的化学名称为α-氨基-β-吲哚丙酸，有2种同分异构体：L型、D型。L-色氨酸是人体和动物所必需的8种必需氨基酸之一，不能通过自身合成。所以，人和动物只能通过食物来摄取L-色氨酸。D-色氨酸主要存在于植物和微生物之中，动物中含量极少，而且在人体内几乎不发生代谢作用，也无毒性。L-色氨酸又被称为第二必需氨基酸，目前广泛应用于医药、食品、饲料添加剂以及农业环境检测等行业。目前，L-色氨酸的重要性越来越受到人们的重视。而且L-色氨酸的应用不仅局限在传统的医药、食品、饲料添加剂行业，在一些新领域也逐渐有了更多应用。应该看到D-色氨酸和L-色氨酸的作用有着很大的差别，所以研究和开发一种简单，高效和灵敏的识别方法来区分D-色氨酸和L-色氨酸就尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于手性识别D-色氨酸/ L-色氨酸的rGO-PTCA-CS复合材料的制备方法。

本发明的另一目的是提供rGO-PTCA-CS复合材料在手性识别D-色氨酸/ L-色氨酸的具体应用。

一、还原氧化石墨烯-3,4,9,10-苝四羧酸-壳聚糖复合材料的制备

（1）还原氧化石墨烯-3,4,9,10-苝四羧酸的制备：将氧化石墨（rGO）超声分散于去离子水中形成均匀悬浮液；向悬浮液加入3,4,9,10-苝四羧酸（PTCA），再加入还原剂水合肼和氨水溶液，在90~95℃下剧烈搅拌2~3h，静置30~40min，分离，水洗，干燥，即得还原氧化石墨烯-3,4,9,10-苝四羧酸复合材料，标记为rGO-PTCA。

其中，氧化石墨与3,4,9,10-苝四羧酸的质量比为4:1~2:1；水合肼的加入量为氧化石墨质量的1%~1.5%；氨水溶液的浓度25％~28%，氨水的用量为氧化石墨质量的0.5%~1%。

（2）还原氧化石墨烯-3,4,9,10-苝四羧酸-壳聚糖复合材料的制备：将还原氧化石墨烯-3,4,9,10-苝四羧酸溶于去离子水中，超声处理3~5h；将壳聚糖溶于乙酸中，再加入到还原氧化石墨烯-3,4,9,10-苝四羧酸溶液中，然后加入交联剂EDC和NHS，在室温下反应22~24h，使壳聚糖与苝四羧酸形成酰胺键；反应完成后过滤，干燥，得到还原氧化石墨烯-3,4,9,10-苝四羧酸-壳聚糖，标记为rGO-PTCA-CS。

上述还原氧化石墨烯-3,4,9,10-苝四羧酸与壳聚糖的质量比为1:2~1:3。

交联剂EDC（1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐）的加入量为壳聚糖质量的3~4倍；交联剂NHS（N-羟基琥珀酰亚胺）的加入量为壳聚糖质量的2~3。

所述干燥是在冷冻干燥箱中干燥8~10h。

二、rGO-PTCA-CS的结构