氧化石墨烯表面构筑手性传感器研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51262027
项目类别：
地区科学基金项目
资助金额：
49.0万
负责人：
莫尊理
依托单位：
西北师范大学
学科分类：
E0203.碳素材料与超硬材料
结题年份：
2016
批准年份：
2012
项目状态：
已结题
起止时间：
2013-01-01 至2016-12-31

项目参与者：
郭瑞斌；冯超；孙万虹；张春；缑浩；邓哲鹏；杨佩佩；赵永霞；何静娴；
关键词：
氧化石墨烯传感器手性

项目摘要

In this work, a series of chiral sensor will be prepared based on graphene oxide(GO) modified by two kinds of dendritic macromolecules, Polyamidoamine(PAMAM) and Polyanisole which were blocked by chiral groups.GO,with the properties of luorescence quenching and electrode modifying, has been widely researched as a kind of perfect sensor material, and ignificant progresses have already been obtained. But no research of graphene oxide using as chiral sensor has been published at home and abroad. The prepared chiral selectors will be tested by our research team and made as fluorescent sensors and chiral electrochemical sensors in practical application.

本项目以化学接枝为手段，在氧化石墨烯表面构筑聚酰胺-胺和聚苯甲醚两类树枝形大分子，并在其末端引入手性官能团，制备出一系列手性传感器。手性端基的树枝形大分子作为手性识别剂，具有结构精确可控的特点，通过手性端基的改变，可以使传感器适用于不同对映体的手性识别。氧化石墨烯具有较强的荧光猝灭作用和电极修饰能力，作为一种理想的传感器材料已被广泛研究，并取得重大进展，但将其用于手性传感器的研究在国内外还未见报道。本课题组将对所制备的手性传感器进行性能测试，使其在荧光手性传感器和电化学手性传感器两个领域具有实际应用价值。

结项摘要

手性是自然界中最本质的属性之一，手性识别在各个领域都有重要的研究价值。手性物质往往是构成生命的基本结构单元，也是多种手性药物合成的前驱体，对其进行手性识别不仅有利于基础科学的研究，还能促进医药科学的发展。电化学手性传感器具有操作简单、实时快速、经济环保、灵敏度高等优点，受到了众多研究者的关注。本项目主要研究了L-半胱氨酸、L-谷氨酸、N-乙酰基-L-半胱氨酸以及壳聚糖为手性选择剂直接修饰玻碳电极以及碳纳米管/羟丙基壳聚糖、石墨烯/1,10-邻菲罗啉铜（ Ⅱ）、石墨烯/L-色氨酸铜（ Ⅱ）、石墨烯/L-赖氨酸以及石墨烯/壳聚糖手性复合材料为手性选择剂通过电化学方法分别识别了赖氨酸、色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、抗坏血酸以及扁桃酸等手性对映体。通过循环伏安和差分脉冲伏安测试表明我们所制备的手性传感器与手性对映体作用后具有明显的电化学信号差异，可以利用手性配体交换法或电化学三点作用力法手性识别对映体。同时，我们也探索了检测时间、检测浓度及电解液pH对手性识别的影响。最终我们将手性传感器用于实际分析和检测手性对映体混合液中某一构型的量，且具有极高的识别效率。通过自身总结与比较，我们发现碳纳米管或石墨烯具有优异的导电性、快的电子转移能力、大的比表面积、突出的生物相容性等优势，作为复合材料的基底不仅能提供一个有效的传感平台，放大传感信号，提高电化学传感器和生物传感器的检测灵敏度，还能与手性选择剂复合后形成大的空间位阻、维持手性选择剂的识别能力、与对映体间形成分子间作用力，进一步提高复合材料的手性识别能力。此类手性传感器制作简单、经济环保、具有高效的识别能力，整个工作对电化学手性传感器的研究具有一定指导意义。