基于納米金信號(hào)放大的手性氨基酸壓電傳感研究.pdf

1、分子識(shí)別是自然界一切生命現(xiàn)象的共同基礎(chǔ)。其中,手性識(shí)別是一種特殊的分子識(shí)別,它不僅是生物體內(nèi)分子識(shí)別的基本模式,也是生物和化學(xué)領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)。對(duì)于手性識(shí)別有更充分的認(rèn)識(shí)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(jī)理,而且對(duì)于不對(duì)稱合成、對(duì)映體的拆分和檢測(cè)、新藥研發(fā)等均具有十分重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,對(duì)手性化合物的分析技術(shù)也不斷發(fā)展,其中手性識(shí)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(shí)別反應(yīng)結(jié)合在一起的新型手性識(shí)別檢測(cè)方法,具有檢測(cè)速度快、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單和可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)。本文主要構(gòu)建了壓電手性識(shí)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(duì)半胱氨酸手性識(shí)別的新方法進(jìn)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(hào)放大器來提高待測(cè)對(duì)映體的手性傳感信號(hào)的強(qiáng)度,進(jìn)一步提高檢測(cè)靈敏度和手性區(qū)分效果。利用納米金標(biāo)記的傳感信號(hào)放大法在定性區(qū)分半胱氨酸對(duì)映體和定量對(duì)映

3、體純度等方面進(jìn)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(shí)在線監(jiān)測(cè)液相中的手性識(shí)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(cè)試對(duì)形成的自組裝單層膜的修飾情況進(jìn)行表征和驗(yàn)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(duì)環(huán)糊精修飾量的影響,在pH值為10時(shí),修飾量達(dá)到最大值,表面密度達(dá)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(gè)重現(xiàn)性好、靈敏度高的手性識(shí)別壓電傳感平臺(tái)。
　　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(shí)別過程的方法。利用該方法,主要進(jìn)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(duì)映選擇性識(shí)別研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),環(huán)糊精在電極

5、上直接檢測(cè)像氨基酸這樣的小分子靈敏度不高,信號(hào)強(qiáng)度弱,手性識(shí)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(jìn)了手性識(shí)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(hào)強(qiáng)度。納米金的引入對(duì)于提高傳感信號(hào)、檢測(cè)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(hào)放大的傳感方法應(yīng)用于實(shí)際樣品的對(duì)映體純度測(cè)

6、試。該方法測(cè)試半胱氨酸對(duì)映體純度具有較高的測(cè)量準(zhǔn)確度,且其他對(duì)映異構(gòu)體的存在對(duì)于半胱氨酸的純度檢測(cè)沒有影響。這個(gè)基于納米金(GNPs)信號(hào)放大的QCM傳感器系統(tǒng)可以用來高效地識(shí)別和區(qū)分L-和D-半胱氨酸,能快速、即時(shí)、原位測(cè)定對(duì)映體的純度情況。優(yōu)點(diǎn)是使對(duì)映體純度測(cè)試的靈敏度提高,檢測(cè)限降低,并減少檢測(cè)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(cè)試準(zhǔn)確度。
　　論文最后討論了GNPs標(biāo)記信號(hào)放大的壓電傳感方法在手性識(shí)