[发明专利]黑磷纳米片/麦芽糖基-β-环糊精修饰玻碳电极及其应用

说明书

本发明公开了一种黑磷纳米片/麦芽糖基‑β‑环糊精修饰玻碳电极及其应用，涉及电化学技术领域，所述电极包括玻碳电极、包覆在玻碳电极的黑磷纳米片/麦芽糖基‑β‑环糊精复合涂层；通过将黑磷纳米片分散液和麦芽糖基‑β‑环糊精溶液滴涂在玻碳电极表面，晾干后制得。黑磷纳米片/麦芽糖基‑β‑环糊精修饰玻碳电极有效的利用黑磷纳米片的催化活性和麦芽糖基‑β‑环糊精含有多活性位点，实现对氨基酸对映体的识别，尤其对酪氨酸、色氨酸、组氨酸、苯丙氨酸等氨基酸对映体的识别。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，具体来说，涉及一种黑磷纳米片/麦芽糖基-β-环糊精修饰玻碳电极及其应用，尤其是运用黑磷纳米片/麦芽糖基-β-环糊精修饰玻碳电极检测氨基酸对映体的应用。

背景技术

手性作为生活世界的基本化学特性，其影响着生命过程，手性化合物的对映选择性识别在生物学、医学科学和生物技术等领域非常重要。除甘氨酸外，几乎所有的氨基酸都具有手性特征。通常认为氨基酸是重要的对映体化合物，可以用于评估各种代谢疾病的重要生物标志物。由于氨基酸的两种手性对映体具有几乎相同的化学和物理性质，因此很难区分L/D型氨基酸对映体，但是氨基酸的两种手性对映体具有完全不同的生物学活性，为了筛选、诊断和治疗代谢性疾病，因此在药物化学、化学、生物学中区分氨基酸两种对映异构体具有重要意义。

单层黑磷(BP)，也称为磷烯，是纳米科学和纳米技术中的后起之秀。BP是一种由褶皱的晶格构型组成的新型二维纳米材料，与其他二维材料相比，BP具有优越的生物相容性、较低的毒性、独特的半导体特性、低缺陷密度、可调节粒度、快速空穴迁移、各向异性电导和超高比表面积。因此，BP在储能、光电、催化和生物医学领域具有广阔的应用前景。

β-环糊精(β-CD)是一种环状低聚糖，由七个葡萄糖单元组成。众所周知，β-CD具有截头圆锥形的两亲结构，含有疏水的内腔(由于烃链)和亲水的外腔(由于伯羟基和仲羟基)。CDs中的每个葡萄糖单元含有五个手性碳原子，因此β-CD可以为手性对映体的手性识别提供良好的手性微环境。β-CD的大分子选择性和对映选择性为其在手性分离、有机催化、电化学传感和制药中的广泛应用铺平了道路。与β-CD相比，其衍生物表现出更好的手性识别能力，因为它们可以为分析物提供更多的活性相互作用位点。因此，本发明使用了β-CD衍生物例如麦芽糖基-β-CD(G2-β-CD)修饰电极识别氨基酸对映体。

目前研究表明，将手性碳纳米管、氧化石墨烯、导电聚合物、碳量子点、冠醚、马铃薯淀粉、可溶性淀粉、人血清白蛋白和壳聚糖运用于玻碳电极表面的修饰，可有效提高修饰电极对氨基酸对映体的识别能力。为了进一步改善电极检测氨基酸对映体的稳定性和识别能力，继续探究修饰材料对玻碳电极的修饰仍是十分有迫切的。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种黑磷纳米片/麦芽糖基-β-环糊精修饰玻碳电极及其应用，通过将黑磷纳米片和麦芽糖基-β-环糊精对玻碳电极进行修饰，能够有效提高修饰电极电化学电流响应重现性，能有效提高修饰电极对氨基酸对映体的手性识别能力。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供一种黑磷纳米片/麦芽糖基-β-环糊精修饰玻碳电极，包括玻碳电极、包覆在玻碳电极的黑磷纳米片/麦芽糖基-β-环糊精复合涂层。进一步地，所述黑磷纳米片/麦芽糖基-β-环糊精复合涂层的涂层厚度为5～30μm。

一方面，本发明提供一种上述黑磷纳米片/麦芽糖基-β-环糊精修饰玻碳电极的制备方法，包括如下步骤：

1)将黑磷粉末分散于溶剂中，经超声、离心制得黑磷纳米片分散液；

2)将麦芽糖基-β-环糊精溶于超纯水中制得麦芽糖基-β-环糊精溶液；

3)将步骤1)所得分散液和2)所得溶液滴涂在玻碳电极表面，晾干后制得黑磷纳米片/麦芽糖基-β-环糊精修饰电极。