[发明专利]一种可用于识别氨基酸对映体的双模式手性传感平台、制备方法及其应用

说明书

本发明一种可用于识别氨基酸对映体的双模式手性传感平台、制备方法及其应用，属于电化学传感技术领域。包括以下制备方法：配制MXene‑金纳米粒子‑N‑乙酰‑L‑半胱氨酸手性溶液、配制MXene‑金纳米粒子‑N‑乙酰‑L‑半胱氨酸/L(D)‑氨基酸溶液、制备MXene‑金纳米粒子‑N‑乙酰‑L‑半胱氨酸修饰电极、电化学手性识别氨基酸对映体、温度手性识别氨基酸对映体。本发明采用具有优异导电性和光热转换能力的二维纳米材料MXene作为载体，原位负载金纳米粒子，通过Au‑S键捕获末端含有巯基的N‑乙酰‑L‑半胱氨酸，该手性材料可以通过电化学和温度两种手性传感模式实现对氨基酸对映体的手性识别。

技术领域

本发明属于电化学传感技术领域，具体涉及一种可用于识别氨基酸对映体的双模式手性传感平台、制备方法及其应用。

技术背景

手性是自然界的常见现象，不同构型的对映异构体一般表现出完全不同的生物学活性。氨基酸是一类重要的手性分子，其是蛋白质组成的基本单元，也是重要的生物活性物质。例如，色氨酸作为人体八种必需的氨基酸之一，在生命系统中发挥着重要作用。L-色氨酸是神经递质和神经激素的前体，它可以改善睡眠和免疫力，广泛应用于帕金森病、糙皮病的治疗。而D-色氨酸属于非蛋白质氨基酸，不参与生命系统的代谢过程。因此建立一种简便的方法用于高效手性识别氨基酸对映体具有重要意义。

电化学方法因其操作简单、成本低、灵敏度高、应用前景广泛等突出优点引起了科学家们的广泛关注。然而，稳定性不高一直是困扰电化学工作者的一个大问题，因此作为一种单一识别模式，电化学手性识别在提高准确度方面仍然面临着巨大的挑战。

为了提高电化学传感系统的准确性，已有研究人员设计出双模式传感平台。温度传感技术在科学研究、农业生产和工业生产中具有重要意义。因此，通过将电化学传感和温度传感相结合而得到的双模式传感平台可以提供更多样化的信息和更高的准确度，与单一响应系统相比，可提高分析的准确性和可靠性。二维过渡金属碳(氮)化物(MXene)由于其具有优异的导电性和较高的光热转换能力，在电化学和温度传感领域具有很好的应用价值。

本发明选用具有优异导电性和光热转换能力的MXene，原位负载金纳米粒子，通过Au-S键捕获末端含有巯基的N-乙酰-L-半胱氨酸，得到的手性材料可通过电化学和温度两种手性传感模式实现对氨基酸对映体的手性识别。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种可用于识别氨基酸对映体的双模式手性传感平台、制备方法及其应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种可用于识别氨基酸对映体的双模式手性传感平台的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取氟化锂溶解于浓盐酸中，加入钛碳化铝，进行刻蚀反应，获得产物用水若干次离心洗涤，直至上清液pH为6.0～7.0，，获得沉淀物，加入水并用N₂鼓泡后，超声处理，离心获得上清液进行冷冻干燥，得到MXene粉末；

(2)称取MXene粉末，加入水，室温下搅拌，加入25mM三水合氯金酸，进行原位还原反应，离心获得沉淀物进行冷冻干燥，得到MXene-金纳米粒子粉末；

(3)称取MXene-金纳米粒子粉末分散在水中，进行超声反应，加入N-乙酰-L-半胱氨酸，搅拌，得到MXene-金纳米粒子-N-乙酰-L-半胱氨酸手性溶液；

(4)移取MXene-金纳米粒子-N-乙酰-L-半胱氨酸手性溶液滴涂于电极表面，在红外光下溶剂挥发，即得MXene-金纳米粒子-N-乙酰-L-半胱氨酸修饰电极。

所述的制备方法，步骤(1)中所述氟化锂、浓盐酸与钛碳化铝的质量与体积比为1～2g:10～20mL:0.5～1g；所述刻蚀反应的条件为：温度25～45℃，时间24～48h；所述N₂鼓泡的时间为10～30min，所述超声处理的时间为0.5～2h。