基于蛋白质及氨基酸衍生物的电化学手性传感器研究

发布时间：2017-07-29 19:32

  本文关键词：基于蛋白质及氨基酸衍生物的电化学手性传感器研究

  更多相关文章： 手性 蛋白质 氨基酸衍生物 手性识别 电化学手性传感器

【摘要】：手性是自然界的重要属性,与生命现象息息相关。很多生物分子如DNA、氨基酸、多糖和酶以及蛋白质等均具有手性。手性物质在生命科学、医药学、食品科学、环境以及材料和信息科学等研究领域中具有重要的研究与应用价值。在手性药物中,不同空间构型的药物在药理活性、毒性、代谢速率以及代谢机制和过程等方面存在明显的差异。因此,发展简单、快速、可靠、低成本的识别手性药物的方法具有重要的实际意义。手性识别方法中,电化学方法因其操作简便、响应速度快、反应灵敏、成本低等优点被广泛应用于分析化学领域。本文主要应用蛋白质、氨基酸衍生物及其纳米复合材料构建手性传感界面,用于对手性药物的识别研究。主要分为以下几个部分:1.在玻碳电极表面电沉积纳米金,通过Au-S键作用固定手性选择剂牛血清白蛋白(BSA)以构建手性传感界面,并将其用于手性药物奎宁和奎尼丁的识别研究。采用扫描电子显微镜对纳米金和手性界面的表面形貌进行了表征,通过差分脉冲伏安技术探究了BSA与奎宁、奎尼丁之间的选择性作用,同时还研究了实验的目标分析物浓度及孵育时间对手性药物识别的影响,采用紫外-可见光谱技术探究了不同浓度范围内的奎宁、奎尼丁对BSA的分子结构的影响。实验结果表明,当奎宁、奎尼丁的浓度小于0.5 mmol·L-1时,BSA的二级结构没有被破坏,该传感界面对奎尼丁的电流响应较强;当奎宁、奎尼丁的浓度大于或等于0.5 mmol·L-1时,BSA的二级结构被破坏,奎宁获得较强的电流响应。2.以HAuCl4溶液(1%)和BSA为原材料制备了具有手性识别功能的纳米复合材料(Au@BSA),将Au@BSA修饰到金电极表面以构建简单的手性生物传感平台,并用于手性药物普萘洛尔的电化学识别。制备的纳米复合材料通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线能谱仪及紫外可见分光光度计进行表征;采用循环伏安法检测不同修饰电极的电化学行为;采用差分脉冲伏安法和原子力显微镜研究Au@BSA与普萘洛尔对映异构体之间的立体选择性作用;并进一步探究了目标分析物浓度、溶液pH及孵育时间对手性识别效果的影响。同时还对比研究了AuNPs以及BSA修饰电极对普萘洛尔对映异构体的识别作用。实验结果表明:仅Au@BSA修饰电极对普萘洛尔具有明显地识别效果,且其对S-普萘洛尔的电化学响应较强。3.将合成的石墨烯-纳米银(Ag-GO)复合材料修饰在玻碳电极表面,手性选择剂L-氮异丁酰基半胱氨酸为通过Ag-N键修饰到复合材料表面,构建无试剂型手性传感平台,并应用于对手性药物萘普生的电化学识别。氧化石墨烯表面丰富的含氧集团为纳米粒子的固载提供了大量的附着点,纳米银具有较强的导电功能、良好的电活性,将两者结合在一起得到的纳米复合材料不仅具有良好的水溶性、导电性,而且可以作为氧化还原探针增强电流响应。该实验采用紫外-可见光谱技术、X-射线能谱仪和扫描电子显微镜检测了Ag-GO纳米材料的组成及表面形貌;采用循环伏安技术考察了手性表面的电化学性质,并通过循环伏安技术和扫描电子显微镜研究了手性表面对萘普生对映异构体的立体选择性作用。实验结果表明:手性传感界面对S-萘普生的电化学响应更强。
【关键词】：手性 蛋白质 氨基酸衍生物 手性识别 电化学手性传感器
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1;TP212
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 手性、手性识别和手性药物及其研究意义8-10
• 1.2 手性识别方法10-13
• 1.3 手性选择剂13-16
• 1.4 手性识别的作用模式16
• 1.5 本文研究思路16-18
• 第2章 牛血清白蛋白与奎宁和奎尼丁的相互作用研究18-26
• 2.1 引言18-19
• 2.2 实验19-20
• 2.3 结果和讨论20-24
• 2.4 结论24-26
• 第3章 基于Au@BSA纳米材料构建的生物传感界面对普萘洛尔的手性识别26-36
• 3.1 引言26-27
• 3.2 实验27-28
• 3.3 结果分析与讨论28-35
• 3.4 结论35-36
• 第4章 基于石墨烯-纳米银的复合材料在萘普生手性传感器中的应用36-44
• 4.1 引言36-37
• 4.2 实验37-38
• 4.3 结果与讨论38-43
• 4.4 结论43-44
• 参考文献44-58
• 致谢58-59
• 硕士期间科研成果59

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本文编号：590781