基于納米金信號放大的手性氨基酸壓電傳感研究.pdf

1、分子識別是自然界一切生命現(xiàn)象的共同基礎(chǔ)。其中,手性識別是一種特殊的分子識別,它不僅是生物體內(nèi)分子識別的基本模式,也是生物和化學(xué)領(lǐng)域中研究的熱點。對于手性識別有更充分的認(rèn)識和了解,不僅可以幫助我們了解許多重要的生命過程,手性藥物和生物酶的作用機理,而且對于不對稱合成、對映體的拆分和檢測、新藥研發(fā)等均具有十分重要的科學(xué)意義和實際應(yīng)用價值。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,對手性化合物的分析技術(shù)也不斷發(fā)展,其中手性識別的壓電傳感分析是一種把高靈敏的壓電質(zhì)量

2、傳感與手性主客體之間的識別反應(yīng)結(jié)合在一起的新型手性識別檢測方法,具有檢測速度快、靈敏度高、操作簡單和可以進行實時監(jiān)測等特點。本文主要構(gòu)建了壓電手性識別傳感器的液相裝置,以環(huán)糊精自組裝膜為壓電傳感器上的手性選擇性膜,針對半胱氨酸手性識別的新方法進行了研究。在此基礎(chǔ)上采用納米金作為待區(qū)分物的質(zhì)量信號放大器來提高待測對映體的手性傳感信號的強度,進一步提高檢測靈敏度和手性區(qū)分效果。利用納米金標(biāo)記的傳感信號放大法在定性區(qū)分半胱氨酸對映體和定量對映

3、體純度等方面進行了一系列研究工作,取得了比較有意義的研究成果。主要內(nèi)容為:
　　第一,我們構(gòu)建了基于環(huán)糊精功能膜的液相QCM手性傳感器裝置。該裝置具有很好的氣液相穩(wěn)定性,能即時在線監(jiān)測液相中的手性識別過程。采用自組裝的方法,將單-6-巰基-β-環(huán)糊精作為手性選擇性薄膜固定在電極上。利用原位 QCM測試對形成的自組裝單層膜的修飾情況進行表征和驗證,研究表明巰基β-環(huán)糊精單層成功地修飾到金電極表面,并推斷出巰基β-環(huán)糊精在電極表面是以

4、六方密堆積的形式排列的。此外,探討了pH值對環(huán)糊精修飾量的影響,在pH值為10時,修飾量達到最大值,表面密度達到8.06×10-11 mol/cm2。SAM的制備過程的重現(xiàn)性良好。本章構(gòu)建了一個重現(xiàn)性好、靈敏度高的手性識別壓電傳感平臺。
　　第二,介紹了一種利用QCM手段結(jié)合納米材料研究傳感表面的手性識別過程的方法。利用該方法,主要進行了以環(huán)糊精自組裝膜為壓電傳感器上手性選擇性膜的半胱氨酸對映選擇性識別研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),環(huán)糊精在電極

5、上直接檢測像氨基酸這樣的小分子靈敏度不高,信號強度弱,手性識別因子也不高。根據(jù)納米金顆粒自身重量可以增加傳感表面質(zhì)量的基本原理,我們改進了手性識別傳感方法。據(jù)此,我們制備了納米金標(biāo)記的半胱氨酸分子,這樣就可以使氨基酸分子―變大‖,然后再和傳感表面的環(huán)糊精作用,有效增加了氨基酸分子的質(zhì)量傳感信號強度。納米金的引入對于提高傳感信號、檢測靈敏度以及改善手性區(qū)分效果都有明顯作用。
　　最后將該信號放大的傳感方法應(yīng)用于實際樣品的對映體純度測

6、試。該方法測試半胱氨酸對映體純度具有較高的測量準(zhǔn)確度,且其他對映異構(gòu)體的存在對于半胱氨酸的純度檢測沒有影響。這個基于納米金(GNPs)信號放大的QCM傳感器系統(tǒng)可以用來高效地識別和區(qū)分L-和D-半胱氨酸,能快速、即時、原位測定對映體的純度情況。優(yōu)點是使對映體純度測試的靈敏度提高,檢測限降低,并減少檢測所需的樣品量,還可使儀器本身帶來的系統(tǒng)誤差的影響減小,提高測試準(zhǔn)確度。
　　論文最后討論了GNPs標(biāo)記信號放大的壓電傳感方法在手性識