一種鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物在電化學手性識別領域的應用的製作方法

2023-05-18 21:55:41

本發明涉及一種鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物在電化學手性識別領域的應用，屬於生物技術以及電化學研究領域。

技術背景

一類含有氨基和羧基的有機化合物是胺基酸，它與生物的生命活動有著密不可分的聯繫。大多數胺基酸都具有手性異構體，分別是l-型胺基酸和d-型胺基酸。色氨酸作為血清素神經遞質的前驅體，是人體必需的胺基酸之一。因此，對其進行準確的識別、分離和提純工作一直受到化學研究者們的青睞。

手性是自然界中普遍存在的現象，如構成生命活動中的蛋白質、核酸和胺基酸等都是手性化合物。肽分子結構中含有兩個或兩個以上手性碳原子，具有較好的手性選擇性。本文針對性地選擇一種簡單而且熱門的寡肽分子—苯丙氨酸二肽作為研究對象，它就具有較好的手性選擇性。

目前，有相關研究證明苯丙氨酸二肽自組裝材料一般都具有良好的延展性、熱穩定性和化學穩定性，再加上苯丙氨酸二肽單分子本身就是一種生物小分子，也就決定了通過它自組裝獲得的材料都有著天然的生物兼容性。正是由於苯丙氨酸二肽自組裝材料擁有的這些上述良好的特性，使其在電池研究、藥物運輸、生物標記等領域擁有著越來越廣泛的應用前景。

金屬離子可以通過金屬配體配位或靜電相互作用來調節自組裝結構，因此被廣泛應用於多肽自組裝過程中。本項工作用鋅離子來誘導苯丙氨酸二肽進行自組裝。鋅離子的配位數為4，配位能力較弱，它通過配位鍵和靜電作用與帶負電的苯丙氨酸二肽(ph＝7情況下)結合，從而誘導苯丙氨酸二肽進行自組裝，展現出不同的形貌。

技術實現要素：

本發明的目的是在於提供一種鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物在電化學手性識別領域的應用。將鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾於玻碳電極後能夠高效的識別色氨酸對映體。

本發明所述一種鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物在電化學手性識別領域的應用，包括以下步驟：

a、製備鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物：將20μl六氟異丙醇加入1mg苯丙氨酸二肽中，配成50mg/ml苯丙氨酸二肽的六氟異丙醇溶液，向上述溶液中加入超純水，稀釋成3mg/ml的苯丙氨酸二肽溶液。然後向苯丙氨酸二肽溶液中加入鋅離子溶液，得到鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物。

b、製備鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極：用移液槍移取步驟a製備的鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物滴加至玻碳電極表面，在一定溫度下自組裝一定時間，即可獲得相應鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極。

c、電化學法識別色氨酸對映體：採用差分脈衝法來識別色氨酸對映體，將鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極靜置在20～30ml色氨酸對映體溶液中後，在0.4～1.2v(vs.sce)的電化學窗範圍內進行差分脈衝，每次測完後修飾電極在20～30ml0.1～0.3m磷酸二氫鈉(ph＝6～8)中掃穩以恢復電極活性。

進一步地，步驟a中鋅離子溶液的濃度為0.001～0.01mm。

進一步地，步驟a中加入的鋅離子溶液的體積為10～30μl。

進一步地，步驟b中移液槍移取的鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物的體積為1～10μl。

進一步地，步驟b中自組裝溫度10～40℃。

進一步地，步驟b中自組裝時間4～8小時。

進一步地，步驟c中色氨酸對映體的濃度為0.1～1mm。

進一步地，步驟c中靜置時間為100～150秒。

本發明的有益效果是：鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極對色氨酸對映體有著較好的識別能力。這是因為苯丙氨酸二肽具有一定的手性環境。

附圖說明

下面結合附圖對本實驗進一步說明。

圖1為實施例一中鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極對色氨酸對映體識別的循環伏安圖。

圖2為實施例二中鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極對色氨酸對映體的識別效果圖。

圖3為對比例一中苯丙氨酸二肽修飾電極對色氨酸對映體的識別效果圖。

具體實施方式

現在結合具體實施例對本發明做進一步說明，以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。

本發明所述一種鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極對色氨酸對映體按下述方法進行識別：

δe＝el-ed

式中，δe表示色氨酸對映體氧化峰電位差值，el和ed分別表示l-色氨酸和d-色氨酸氧化峰電位值。

實施例一：

(1)製備鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物：將20μl六氟異丙醇加入1mg苯丙氨酸二肽中，配成50mg/ml苯丙氨酸二肽的六氟異丙醇溶液，向上述溶液中加入超純水，稀釋成3mg/ml的苯丙氨酸二肽自組裝產物。然後向苯丙氨酸二肽溶液中加入20μl鋅離子溶液，得鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物。

(2)製備鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極：用移液槍移取5μl步驟(1)製備的鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物滴加至玻碳電極表面，在30℃下自組裝6小時，即可獲得相應鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極。

(3)製備得到的鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極靜置在5mm鐵氰化鉀溶液中，在-0.2～0.6v(vs.sce)的電化學窗口下採用循環伏安法對該修飾電極進行表徵，掃速為0.1v/秒，掃描圈數為20圈，其結果如附圖1所示。

實施例二：

將實施例一中製備得到的鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極靜置在25ml色氨酸對映體溶液中120秒後，在0.4～1.2v(vs.sce)的電化學窗口範圍內進行差分脈衝表徵，每次測完後修飾電極在25ml0.1m磷酸二氫鈉(ph＝7)中掃穩以恢復電極活性。鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極對色氨酸對映體的識別效果圖如附圖2所示，鋅離子誘導的苯丙氨酸二肽自組裝產物修飾電極對色氨酸對映體有較好的識別效果(δe為60mv)。

對比例一：

苯丙氨酸二肽修飾電極電化學法識別色氨酸對映體包括以下幾個步驟：

(1)將20μl六氟異丙醇加入1mg苯丙氨酸二肽中，配成50mg/ml苯丙氨酸二肽的六氟異丙醇溶液，向上述溶液中加入超純水，稀釋得3mg/ml的苯丙氨酸二肽溶液。用移液槍移取5μl苯丙氨酸二肽溶液滴加至玻碳電極表面，30℃下自組裝6小時，即可獲得苯丙氨酸二肽修飾電極。

(2)將步驟(1)中製備好的苯丙氨酸二肽修飾電極靜置在25mll/d-色氨酸溶液中120秒後，在0.4～1.2v(vs.sce)的電化學窗口範圍內進行差分脈表徵，每次測完後修飾電極在25ml0.1m磷酸二氫鈉(ph＝7)中掃穩以恢復電極活性。如附圖3所示，苯丙氨酸二肽修飾電極對色氨酸對映體的識別效果圖(δe為44mv)不是很理想，這是因為苯丙氨酸二肽在電極表麵團聚的現象較為明顯，從而不利於色氨酸分子進入其手性環境。