基于碳纳米复合材料及β-环糊精对手性小分子识别研究

摘要

电化学手性传感器是将电化学测试分析技术和手性识别结合起来的一类新型分析方法，具有准确度高、灵敏度高、选择性好、操作便捷、价格低廉、易于微型化和自动化等优点。碳纳米材料作为常见的纳米材料之一，因其具有良好的导电性能和大的比表面积，稳定性优良等特点广泛用于化学修饰电极及电化学领域等。环糊精(cyclodextrins，CDs)是由D-型吡喃葡萄糖通过α-1，4-糖苷键连接而成的圆锥形筒状化合物，外缘亲水，内部疏水结构，从而能与许多分子形成包合物，使其成为常见的手性选择剂。本文结合纳米材料的优良电化学性能和环糊精的手性选择作用，构建电化学手性传感器。主要工作如下:
　　1.构建了碳纳米管-离子液体/β-环糊精修饰电极，采用循环伏安技术、交流阻抗技术和扫描隧道显微镜对修饰电极进行表征，并以此作为手性界面，探讨了拟构建手性界面对多巴的选择性作用。实验结果表明，该手性界面对D-多巴的选择性作用更强。此外还探讨了可能的机理，并和相关电化学识别方法做了对比研究，我们构建的手性传感器具备识别能力强，线性宽，检测限低等优点。
　　2.通过原位还原法制备了石墨烯-纳米铂复合材料，并通过它与L-色氨酸的π-π堆积作用形成了石墨烯-纳米铂-L-色氨酸复合物，一步修饰于玻碳电极用于对多巴的手性识别。实验结果表明该手性传感界面与D-多巴的作用强于L-多巴的作用，此外，也做了最佳条件优化，在最佳优化条件下，能达到较低的检测限和较宽的线性范围。
　　3.通过循环伏安技术在裸玻碳电极上聚合L-天门冬氨酸，并浸泡β-环糊精过夜，构建了β-环糊精-聚-三-天门冬氨酸膜修饰电极(β-CD-P-L-Asp/GCE)手性界面，用于对电活性小分子抗坏血酸的手性识别研究。实验结果表面，该手性界面对D-抗坏血酸的作用更强，从而实现了对抗坏血酸异构体的手性区分。并且在有酪氨酸干扰的条件下，依旧有较大的选择作用。利用环糊精与抗坏血酸的相互作用来构建手性小分子识别，在电化学手性分析中提供了简单的方法和参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 手性和手性识别及研究意义

1．1．1 手性和手性识别概述

1．1．2 手性识别的研究意义

1．2 手性识别研究现状

1．2．1 手性识别方法

1．2．2 手性识别作用类型

1．2．3 常见的手性选择剂

1．3 手性传感器

1．3．1 手性传感器特点

1．3．2 手性传感器分类

1．4 纳米材料在手性识别中的重要性

1．5 环糊精在手性识别中的应用

1．6 本文研究思路

第2章 基于β-环糊精固载离子液体-碳纳米管复合材料修饰玻碳电极对多巴对映异构体的手性识别研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与材料

2．2．2 仪器

2．2．3 制备MWCNTs-IL纳米复合物

2．2．4 手性表面的构建

2．3 结果与讨论

2．3．1 手性表面的表征

2．3．2 多巴对映体在不同修饰电极表面的电化学反应

2．3．3 溶液pH值对手性识别的影响

2．3．4 多巴对映体在手性传感器上的电化学响应

2．3．5 不同识别多巴的电化学方法比较研究

2．3．6 传感器的重现性和稳定性

2．4 结论

第3章 L-色氨酸功能化石墨烯-纳米铂复合物在多巴手性传感器中的应用

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与材料

3．2．2 仪器

3．2．3 L-色氨酸功能化石墨烯-纳米铂复合物材料的制备

3．2．4 手性界面的构建

3．3 实验结果及讨论

3．3．1 手性表面的表征

3．3．2 不同修饰电极对多巴对映体的识别研究

3．3．3 实验条件优化

3．3．4 多巴对映体在手性传感器上的电化学响应

3．3．5 不同电化学方法比较研究

3．4 结论

第4章 基于β-环糊精自组装聚L-天门冬氨基酸构建抗坏血酸手性识别电化学传感研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 试剂与材料

4．2．2 仪器

4．2．3 手性界面制备过程

4．3 实验结果及讨论

4．3．1 手性表面的表征

4．3．2 抗坏血酸对映体在不同修饰电极表面的电化学反应

4．3．3 实验条件优化

4．3．4 干扰物质的影响

4．3．5 手性传感器的实际应用

4．4 结论

参考文献

致谢

硕士期间科研成果