本发明属于电化学手性传感领域，特别涉及mos2-il@cs电化学手性传感器的构建及其在色氨酸(trp)对映异构体识别及检测中的应用。
背景技术：
手性是氨基酸，蛋白质和多糖等大多数天然物质的固有属性，在生物医学，临床诊断，化学工业，食品安全等领域发挥着重要作用。对映异构体在生物代谢，生理毒性和药理活性等方面表现出巨大的差异。因此，手性识别一直是研究的热点。电化学手性识别因其反应迅速，灵敏度高，成本低和实时分析而被认为是区分对映异构体的有效方法。近年来，壳聚糖(cs)，β-环糊精，手性金属有机骨架，手性单臂碳纳米管和手性导电聚合物等被用于构建电化学手性传感器的报道层出不穷。
二硫化钼(mos2)具有较大的比表面积，减小了分析物与纳米材料之间电子转移距离,使电荷转移更加容易。然而，由于mos2的电导率有限，因此将其用作电极修饰材料的研究较少。为克服这一缺陷，将具有优良电导率，出色热稳定性以及可设计阳离子/阴离子组合的离子液体(il)与mos2复合，制备了mos2-il复合材料。
一方面，作为一种天然多糖，cs表现出优异的手性选择性，并且已被广泛用作色谱手性固定相；另一方面，滴涂法作为最简捷的电极修饰方法，极大地提升了mos2-il@cs电化学手性传感器的普及度和实用性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够有效识别色氨酸对映异构体的电化学手性传感器。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：
1、mos2-il@cs复合膜修饰工作电极
采用三电极体系，玻碳电极(gce)为工作电极，铂丝(pt)为对电极，饱和甘汞电极(sce)为参比电极。彻底清洗电极，并检测其性能合格后，在其表面滴加适量的mos2-il分散液后，置于室温环境中自然干燥，记为mos2-il/gce。随后恒电位沉积适宜粘度cs后，立即使用超纯水清洗表面残留的cs溶液并置于室温环境中自然干燥，即制备得mos2-il@cs/gce。
2、电化学手性识别及检测色氨酸对映异构体
将mos2-il@cs/gce浸入色氨酸对映异构体的磷酸盐缓冲溶液(pbs)中，采用差分脉冲伏安法(dpv)检测，记录dpv峰电位。
本发明有益效果：
1、本发明提供的mos2-il@cs电化学手性传感器，可用于手性识别色氨酸对映异构体，拓展了电化学手性传感器的构建方法。
2、本发明提供的mos2-il@cs电化学手性传感器可用于量化色氨酸外消旋混合物中色氨酸对映异构体的比例，具有广泛的实际应用价值。
3、本发明提供的mos2-il@cs电化学手性传感器，构建方法简捷，成本低，易于工业化生产；检测步骤单一，对操作人员专业性要求低，易于推广普及，应用前景广阔。
附图说明
图1为mos2-il@cs/gce的扫描电镜图(sem)
图2为mos2-il@cs/gce的能谱图(eds)及元素分布图谱
图3为mos2和mos2-il的x-射线衍射图谱(xrd)
图4为mos2和mos2-il的傅里叶红外图谱(ft-ir)
图5为不同工作电极的cv曲线(a)及eis图(b)
图6为mos2-il@cs/gce检测色氨酸对映异构体的dpv图(ph＝6.0)
图7为mos2-il@cs/gce检测500μmol/l色氨酸外消旋混合物中d-trp％与dpv峰电位之间的线性关系图
具体实施方式
下面具体实施方式，是对本发明技术方案作进一步具体的说明，但本发明不局限于以下所列举具体实施方式。
实施例1：mos2-il复合材料的合成及表征
1、mos2-il复合材料的合成
将500mg钼酸钠二水合物溶于50ml超纯水中，然后用盐酸调节ph至6.5。随后，添加1.00gl-半胱氨酸和100ml超纯水，并超声处理10min。随后将混合溶液转移至衬有特氟龙的80ml高压釜中，并在200℃加热36h。冷却至室温后，离心收集固体产物，用超纯水和乙醇洗涤后在80℃下真空干燥8h，即制备得到mos2。
将0.04g1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bzmlm]bf4)加入mos2水分散液中并在60℃下连续搅拌12h后再于90℃下搅拌1h并用直径为0.2μm的滤膜过滤。超纯水洗涤后，将mos2-il复合材料在60℃下真空干燥8h。
2、mos2-il复合材料的表征
2.1扫描电镜(sem)图及能谱图(eds)
采用三电极体系，电镜电极为工作电极，铂丝(pt)为对电极，饱和甘汞电极(sce)为参比电极。彻底清洗电镜电极，并检测其性能合格后，在其表面滴加15μl2mg/ml的mos2-il分散液后，置于室温环境中自然干燥，随后在电镜电极表面恒电位(-0.5v)沉积粘度为100～200mpa.s的cs(2g/l,0.1mol/lhac)，电沉积时间为200s，电沉积结束后，使用超纯水清洗表面残留的cs溶液并置于室温环境中自然干燥。在修饰后的电镜电极表面喷金后，即使用jsm-7500f场扫描电子显微镜对修饰后电镜电极进行检测。检测结束后，选取适宜的sem图，获取其eds图。
如图1所示，扫描电镜(sem)图像被用于评估工作电极表面的微观形貌，发现mos2-il被均匀稳定的固定在工作电极表面，在其表面电沉积cs后，一层致密粘稠且不规则的膜可被观察到。eds图谱和元素分布图谱(图2)表明mos2-il含有mo、s、f元素，f元素的存在证明[bzmlm]bf4被成功合成在mos2表面；c，n和o元素的存在说明了mos2-il@cs复合膜被成功修饰在电极表面。
2.2x-射线衍射图谱(xrd)
移取适量的mos2-il(或mos2)粉末至样品架的凹槽中间，使松散样品高于样品架，另取一片干净的载玻片，刮平样品，使其与样品架平面一致，并将凹槽外部多余样品清理干净。压片结束后，将样品放入rigakuultimaivx-射线粉末衍射仪中，完成扫描并保存数据。
图3为mos2和mos2-il的xrd图谱，mos2及mos2-il的xrd图谱与mos2的标准比对卡(jcpds37-1492)基本匹配，离子液体的存在并未破坏mos2的晶面
2.3傅里叶红外图谱(ft-ir)
先取适量无水溴化钾置于干净的玛瑙研钵中研磨磨细后压片，将白色透亮的溴化钾片置于thermois5傅里叶变换红外光谱仪中，扣除背景。随后再取少量mos2-il(或mos2)粉末与适量无水溴化钾在干净的玛瑙研钵中研磨磨细，压片并检测即获得ft-ir光谱。
如图4所示，mos2-il的ft-ir图谱与mos2基本一致，663cm-1处的弱吸收峰是由于mo-s的伸缩振动引起的，1435cm-1～1635cm-1间的几个弱吸收峰是[bzmlm]bf4分子上苯环骨架伸缩振动导致的。
2.4电化学性能
为研究mos2-il@cs/gce的电化学性能，循环伏安法(cv)和电化学阻抗谱(eis)被用于研究其电子转移性能。图5a展示了由于fe[(cn)6]3-/4-的典型氧化还原特性所产生的明显的氧化还原峰，氧化还原峰差值从小到大依次为：裸gce<mos2-il@cs/gce<mos2-il/gce，这是由于cs与fe[(cn)6]3-/4-之间的强静电相互作用导致的。eis图分为高频区和低频区，如图5b所示，在低频区域，扩散控制占主导地位，fe[(cn)6]3-/4-在mos2-il@cs/gce表面的扩散效果最佳，其次是mos2-il/gce，裸露的gce最慢，这主要归因于mos2-il(mos2)的片状结构和cs与fe[(cn)6]3-/4-之间的强静电相互作用。
实施例2：mos2-il@cs电化学手性传感器的制备
1、mos2-il@cs复合膜修饰工作电极
采用三电极体系，玻碳电极(gce)为工作电极，铂丝(pt)为对电极，饱和甘汞电极(sce)为参比电极。彻底清洗电极，并检测其性能合格后，在其表面滴加15μl2mg/ml的mos2-il分散液后，置于室温环境中自然干燥，记为mos2-il/gce。随后20℃～30℃恒电位(-0.5v)沉积粘度为100～200mpa.s的cs(2g/l,0.1mol/lhac)，电沉积时间为200s，电沉积结束后，立即使用超纯水清洗表面残留的cs溶液并置于室温环境中自然干燥，即制备得mos2-il@cs/gce。
2、电化学手性识别色氨酸对映异构体
将mos2-il@cs/gce浸入5℃～25℃的trp的pbs(0.1mol/l，ph＝6.0～7.0)溶液中孵育1min后，采用差分脉冲伏安法(dpv)检测，检测范围0.4～1.0v，电位增量4mv，记录dpv峰电位。如图6所示，检测温度为15℃，ph＝6.0时，峰电位差最大，约为53.3mv。
实施例3：色氨酸对映异构体的外消旋混合物的检测
将mos2-il@cs/gce分别浸入500μmol/l的d-trp含量为0、20％、40％、60％、100％的15℃色氨酸外消旋混合物的pbs(0.1mol/l，ph＝6.0)溶液中孵育1min后，采用差分脉冲伏安法(dpv)检测，0.4～1.0v，电位增量4mv，记录dpv峰位置。如图7所示，随着d-trp％的增加，峰电位正移，且d-trp％与dpv峰电位呈线性关系：y＝835.6880 51.3844x，r2为0.9959。
以上所述的实施例为本发明的目的、技术方案和有益效果的说明，本发明的实施方式不受上述实施例的限制，任何在本发明的精神和原则范围内所做的任何修改、等同替换、改进等，都包含在本发明的保护范围之内。
1.识别色氨酸对映异构体的mos2-il@cs电化学手性传感器及其应用，其特征在于：通过在工作电极表面修饰mos2-il复合膜，可手性识别色氨酸对映异构体。
2.根据权利要求1所述mos2-il@cs电化学手性传感器，其特征在于：在工作电极表面滴加mos2-il分散液后，置于室温环境中使其自然干燥，记为mos2-il/gce。随后20℃～30℃恒电位(-0.5v)沉积cs(2g/l,0.1mol/lhac)，电沉积结束后，立即使用超纯水清洗表面残留的cs溶液并置于室温环境中自然干燥，即制备得mos2-il@cs/gce。
3.根据权利要求1所述识别色氨酸对映异构体的mos2-il@cs电化学手性传感器，其特征在于：检测温度为5℃～25℃，检测溶液为pbs(0.1mol/l，ph＝6.0～7.0)溶液，检测方法为差分脉冲伏安法(dpv)。
4.根据权利要求2和3所述mos2-il@cs电化学手性传感器，其特征在于：当mos2-il滴加量为15μl，滴加浓度为2mg/ml，cs沉积温度为20℃～30℃，cs粘度为100～200mpa.s，cs沉积时间为200s，色氨酸对映异构体检测温度为15℃，ph＝6.0时，mos2-il@cs电化学手性传感器对色氨酸对映异构体手性识别信号差异最大。
5.根据权利要求4所述mos2-il@cs电化学手性传感器，其特征在于：可量化色氨酸对映异构体的外消旋混合物中色氨酸对映异构体的比例。
技术总结