手性荧光传感器及手性分子检测方法技术

本发明专利技术涉及一种手性荧光传感器，其为石墨烯-杯芳烃-荧光分子复合物；所述的杯芳烃为手性杯芳烃衍生物；所述的杯芳烃通过氢键修饰在所述石墨烯的表面，所述的荧光分子包合在所述的杯芳烃内。本发明专利技术所述的手性荧光传感器，通过将具有手性识别功能的杯芳烃作为连接臂，修饰在石墨烯表面，构建出具有手性识别功能的荧光传感器，可用于手性分子的识别和含量测定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种荧光传感器及其检测方法，特别是涉及一种手性荧光传感器及其 手性分子检测方法。
技术介绍
手性是自然界的普遍现象，对于手性识别的研究可以帮助我们理解生命体系，在 医药卫生、环境安全等领域有着重要的意义。为了研究手性识别，各种传感器技术得到了长 足的发展。其中，荧光传感器具有灵敏度高、检测下限较低、响应时间短、使用简单、成本较 低等优点，因此受到研究者的极大关注。基于荧光猝灭作用设计的各种荧光传感器是目前 的一个重要研究方向，寻找一种高猝灭效率的新型荧光猝灭剂无疑具有极大的吸引力。 石墨烯是近年来备受关注的一种新型荧光猝灭材料，可以通过强烈的π-π堆积 作用吸附具有大共辄体系的荧光分子。当荧光分子靠近石墨烯表面时会发生荧光共振能 量转移，产生荧光猝灭现象；当荧光分子远离石墨烯表面时荧光恢复。但是，由于石墨烯表 面不提供手性微环境，JT-JT堆积作用无差别地吸附对映异构体，无法实现对手性分子的识 别。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于，提供一种手性荧光传感器。其通过将具有手性识别功 能的杯芳烃作为连接臂，修饰在石墨烯表面，构建出具有手性识别功能的荧光传感器。 -种手性荧光传感器，其为石墨烯-杯芳烃-荧光分子复合物；所述的杯芳烃为手 性杯芳烃衍生物；所述的杯芳烃通过氢键修饰在所述石墨烯的表面，所述的荧光分子包合 在所述的杯芳经内。 上述手性荧光传感器，通过在石墨烯表面修饰手性杯芳烃衍生物，在石墨烯表面 形成了手性环境，同时，荧光分子通过疏水作用包合在杯芳烃内，与石墨烯发生荧光共振能 量转移，产生荧光猝灭。当加入手性分子后，杯芳烃中的荧光分子被置换出来，荧光恢复。由 于R构型、S构型的手性分子与杯芳烃之间的竞争性包合能力不同，所产生的荧光恢复信号 强度不同，通过分别测定其荧光恢复值，即能实现手性识别的目的。 在其中一个实施例中，所述的杯芳烃具有式（I)所示的化学结构。该杯芳烃的一 端含有羟基，能够与石墨烯形成氢键，使杯芳烃固定在石墨烯表面；而另一端含有手性基 团，能够为手性分子提供识别位点，其含有的〇原子可与手性分子形成氢键结合，并将其包 合在杯芳烃的空腔内，从而将荧光分子置换出来，实现荧光恢复。在空间构型的影响下，该 手性基团对R构型、S构型的结合能力不同，对荧光分子的置换能力不同，所产生的荧光恢 复值不同，因而能够实现R构型与S构型的区分识别。 在其中一个实施例中，所述的荧光分子为罗丹明类化合物，包括罗丹明B、 罗丹明6G、丁基罗丹明、罗丹明123等，其具有式（II)所示的化学结构，其中，R选 自-H、-CH 3、-CH2CH3、-(CH2)3CH 3等基团。该罗丹明类化合物因其分子大小与杯芳烃的空腔 相匹配，可被杯芳烃包合，同时因其与杯芳烃的结合力较弱，容易被手性分子置换出来，实 现焚光恢复。 本专利技术所述的手性荧光传感器，其制备方法包括以下步骤： 1)取氧化石墨烯，加入水中，经超声分散，得到均匀的氧化石墨烯分散体系，然后 加入杯芳烃、氨水和肼，搅拌反应，反应结束后过滤、洗涤、烘干，得到石墨烯-杯芳烃复合 物粉末； 2)将石墨烯-杯芳烃复合物粉末加入水中，然后加入荧光分子，经超声处理进行 包合反应，制得石墨烯-杯芳烃-荧光分子复合物溶液。 上述制备方法中，杯芳烃可通过其上的羟基与氧化石墨烯上的氧原子形成氢键 结合，通过加入氨水和肼，能够还原氧化石墨烯上多余的活性基团，从而得到稳定的石墨 烯-杯芳烃复合物；然后加入荧光分子，其通过疏水相互作用包合在杯芳烃的空腔内，从而 形成石墨烯-杯芳烃-荧光分子复合物。 -种手性分子检测方法，其包括以下步骤：取本专利技术所制得的石墨烯-杯芳烃-荧 光分子复合物溶液，加入手性分子，然后测定其荧光响应值，根据其荧光响应值判断手性分 子的构型或测定手性分子的含量。 在其中一个实施例中，所述的手性分子为苏氨酸、扁桃酸、酪氨酸、色氨酸、布洛芬 或倍他洛尔等。【附图说明】 图1为不同浓度的手性扁桃酸荧光恢复率标准曲线图； 图2为不同含量比例的L-扁桃酸荧光恢复率标准曲线图； 图3为不同浓度的L-扁桃酸荧光恢复率标准曲线图； 图4为不同浓度的手性酪氨酸荧光恢复率标准曲线图。【具体实施方式】 实施例一：制备本专利技术所述的手性焚光传感器 采用Hrnnmer法制备氧化石墨烯，取氧化石墨烯粉末加入去离子水中，浓度为 0. 25mg/mL，超声分散2小时，得到均勾的氧化石墨稀分散体系；取50mL氧化石墨稀溶液，加 入20mg杯芳烃、035 μ L浓度为25~28%的氨水以及25 μ L肼，搅拌5~10分钟后于60°C 下放置3小时；反应结束后过滤、洗涤、烘干，得到IOmg石墨烯-杯芳烃复合物粉末。 将制得的石墨烯-杯芳烃复合物粉末加入去离子水中，配制成0. lmg/mL的溶液， 然后加入终浓度为2. 5 μ mol/L的罗丹明6G，超声处理2小时以进行包合反应，制得所述的 石墨烯-杯芳烃-荧光分子复合物溶液。 实施例二：扁桃酸手性分子的识别 按照实施例一所述的制备方法，制备石墨烯-杯芳烃复合物粉末；然后将石墨 烯-杯芳烃复合物粉末加入去离子水中，制备出lmg/mL的石墨烯-杯芳烃复合物溶液。 取6份上述的石墨烯-杯芳烃复合物溶液，分别加入一定量的罗丹明6G溶液，其 中，石墨稀-杯芳经复合物终浓度均为〇. lmg/mL，罗丹明6G终浓度分别为I. 0 μ mol/L、 1. 5 ymol/L、2. 0 ymol/L、2. 5 ymol/L、3. 0 ymol/L、4. 0 ymol/L，分别超声处理 2 小时以进 行包合反应，得到6份石墨烯-杯芳烃-罗丹明6G复合物溶液。分别将该石墨烯-杯芳 烃-罗丹明6G复合物溶液置于荧光分光光度计中，在激发波长480nm、检测波长551nm下， 测定其荧光强度，记为I。;然后分别加入浓度为50 μ g/mL的外消旋扁桃酸，再次测定其荧 光强度，记为I，并分别计算其荧光恢复率（I/%)，测定结果如下表1所示。 表1外消旋扁桃酸荧光恢复率测定结果 由表1的结果可见，罗丹明6G终浓度为2. 5 μ mol/L的石墨烯-杯芳烃-罗丹明 6G复合物溶液，其荧光恢复率（1/1。）最高，对扁桃酸手性分子的识别能力最强。 取上述的石墨烯-杯芳烃复合物溶液，分别加入一定量罗丹明6G溶液，使石墨 烯-杯芳烃复合物终浓度为o. lmg/mL，罗丹明6G终浓度为2. 5 μ mol/L，超声处理2小时以 进行包合反应，得到石墨烯-杯芳烃-罗丹明6G复合物溶液。在激发波长480nm、检测波 长551nm下，测定其荧光强度，记当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手性荧光传感器，其特征在于，所述的手性荧光传感器为石墨烯‑杯芳烃‑荧光分子复合物；所述的杯芳烃为手性杯芳烃衍生物；所述的杯芳烃通过氢键修饰在所述石墨烯的表面，所述的荧光分子包合在所述的杯芳烃内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘巍，康静，赵杰，段迎超，杨丽娟，
申请(专利权)人：新乡医学院，
类型：发明
国别省市：河南;41