一种基于CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器的制备及其应用的制作方法

本发明涉及一种基于CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器的制备及其应用，属于生物技术以及电化学研究领域。

技术背景

手性材料广泛的存在于自然界中，如糖类、氨基酸、蛋白质和DNA都是手性分子。手性化合物是指分子量、分子结构相同，但左右排列相反，如实物与其镜像一般。手性化合物的分子式相同，但其空间构象不同。由于手性分子的物理化学性质相同，很难将其区分开来。但生物学活性却可能有很大差异，两者之间在药理、毒理等方面往往存在差别，有的甚至作用相反(比如：药效和药物动力学等)。因此，分子识别在区分手性分子中起着至关重要的作用。目前，手性识别的研究方法有毛细管电泳法、色谱法、荧光检测和电化学法。其中，色谱方法已经被广泛用于分离分析手性化合物，并且被证明是一种有效的手性分析方法，但是此方法成本较高，分析时间较长，难以实现在线检测。另外，毛细管电泳法的重现性较差，荧光检测的应用范围也较窄。与此相比，电化学传感器因其低成本、高识别效率等优点对于识别手性物质拥有了很广泛地研究价值。

氨基酸是蛋白质的基本组成单位，它与生物的生命活动有着密切的关系。其中，L-色氨酸是人体必需的氨基酸之一，而D-色氨酸在人体内没有生物活性。不过，D-色氨酸在医药行业中是抗癌剂和免疫抑制剂的重要合成前体。所以，采用适当的技术对色氨酸进行准确的识别、分离和提纯显得极其重要。

表面活性剂是一种同时具有亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂由于本身的结构特点，在溶液中显现出诸如乳化、成膜、消泡、润湿、洗涤等优越的性能。随着对表面活性剂结构和性能的不断研究，科学工作者开始利用表面活性剂制备纳米级、亚微米级及微米级材料，并对表面活性剂在材料产生、形成过程、中间控制、表面修饰及改性及材料整体调控等方面的作用进行了分析研究。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)是重要的阳离子表面活性剂，与阴离子、非离子、两性表面活性剂有良好的配位性。

肽基材料自组装已成为化学、生物学和材料学等交叉领域的研究热点。苯丙氨酸二肽是肽基材料当中最简单的二肽，它可通过不同的方法自组装成各种形貌，例如纳米管、纳米线、囊泡、纳米球等。而且苯丙氨酸二肽是一种手性材料，有相关文献报道将其用于色谱法分离氨基酸对映体。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种基于CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器的制备及其应用。CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器能够高效的识别色氨酸对映体。

本发明所述一种基于CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器的制备及其应用，包括以下步骤：

a、制备CTAB诱导的苯丙氨酸二肽溶液：将20μL六氟异丙醇加入1.00mg苯丙氨酸二肽中，配成50mg/mL苯丙氨酸二肽的六氟异丙醇溶液，向上述溶液中加入超纯水，稀释成3mg/mL的苯丙氨酸二肽溶液。然后向苯丙氨酸二肽溶液中加入CTAB水溶液，得到CTAB诱导的苯丙氨酸二肽溶液。

b、制备CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器：用移液枪移取步骤a制备的溶液滴加至玻碳电极表面，在一定温度下自组装一定时间，即可获得CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器。

c、电化学法识别色氨酸对映体：采用差分脉冲法来识别色氨酸对映体，将CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器静置在20～30mL色氨酸对映体溶液中，在0.4～1.2V(vs.SCE)的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后修饰电极在20～30mL 0.1～0.3M磷酸二氢钠(pH＝6～8)中扫稳以恢复电极活性。

进一步地，步骤a中CTAB水溶液的浓度为1～3mg/mL。

进一步地，步骤a中加入的CTAB水溶液的体积为10～30μL。

进一步地，步骤b中移液枪移取的溶液体积为1～10μL。

进一步地，步骤b中自组装温度10～40℃。

进一步地，步骤b中自组装时间4～8h。

进一步地，步骤c中色氨酸对映体的浓度为0.1～1mM。

进一步地，步骤c中静置时间为30～90s。

本发明的有益效果是：CTAB诱导的苯丙氨酸二肽修饰电极的制备方法简单易操作，且CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器对色氨酸对映体有着较好的识别能力。

附图说明

下面结合附图对本实验进一步说明。

图1为实施例一中CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器的场发射扫描电镜图。

图2为实施例二中CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器的循环伏安图。

图3为实施例三中CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器对色氨酸对映体的识别效果图。

图4为对比例一中苯丙氨酸二肽修饰电极对色氨酸对映体的识别效果图。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

本发明所述的CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器对色氨酸对映体按下述方法进行识别：

R_L/D＝I_L/I_D

式中，R_L/D表示色氨酸对映体氧化峰电流比值，I_L和I_D分别表示L-色氨酸和D-色氨酸氧化峰电流值。

实施例一：

CTAB诱导的苯丙氨酸二肽溶液的制备包括以下几个步骤：

(1)取1.00mg苯丙氨酸二肽粉末于20μL六氟异丙醇中，配制成50mg/mL苯丙氨酸二肽的六氟异丙醇溶液，向上述溶液中加入超纯水，稀释成3mg/mL的苯丙氨酸二肽溶液。然后向苯丙氨酸二肽溶液中加入20μL 2mg/mL的CTAB水溶液，得到CTAB诱导的苯丙氨酸二肽溶液。

(2)用移液枪移取5μL步骤(1)制备的CTAB诱导的苯丙氨酸二肽溶液滴加至玻碳电极表面，在30℃下自组装6h，得到CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器。

附图1为CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器的场发射扫描电镜图，从附图1看出CTAB诱导的苯丙氨酸二肽呈现出空心管状结构。

实施例二：

将实施例一制备得到的CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器静置在5mM铁氰化钾溶液中，在-0.2～0.6V(vs.SCE)的电化学窗口下采用循环伏安法对该修饰电极进行表征，扫速为0.1V/s，扫描圈数为20圈，其结果如附图2所示，CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器所示的是可逆对称的循环伏安图。

实施例三：

将实施例一制备得到的CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器静置在25mL0.5mM的色氨酸对映体溶液中，静置60s后在0.4～1.2V(vs.SCE)的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后，手性传感器在25mL 0.1M磷酸二氢钠(pH＝7)中扫稳以恢复电极活性。CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器对色氨酸对映体的识别效果图见附图3，CTAB诱导的苯丙氨酸二肽自组装手性传感器对色氨酸对映体有较好的识别效果(R_L/D为2.74)。

对比例一：

苯丙氨酸二肽修饰电极识别色氨酸对映体包括以下几个步骤：

(1)取1.00mg苯丙氨酸二肽粉末于20μL六氟异丙醇中，配制成50mg/mL苯丙氨酸二肽的六氟异丙醇溶液，向上述溶液中加入超纯水，稀释成3mg/mL的苯丙氨酸二肽溶液。用移液枪移取5μL苯丙氨酸二肽溶液滴加至玻碳电极表面，30℃下自组装6h，得到苯丙氨酸二肽修饰电极。

(2)将步骤(1)中制备好的苯丙氨酸二肽修饰电极静置在25mL 0.5mM的色氨酸对映体溶液中，静置60s后在0.4～1.2V(vs.SCE)的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后，修饰电极在25mL 0.1M磷酸二氢钠(pH＝7)中扫稳以恢复电极活性。如附图4所示，苯丙氨酸二肽修饰电极对色氨酸对映体的识别效果(R_L/D为1.18)较低，这是因为苯丙氨酸二肽在电极表面易于团聚，从而不利于苯丙氨酸二肽与色氨酸分子发生相互作用。