一种半胱氨酸手性识别传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种半胱氨酸手性识别传感器，属于手性识别技术领域。本发明专利技术利用经典稳定的Zr基MOFs材料UiO‑66‑NH

【技术实现步骤摘要】
一种半胱氨酸手性识别传感器
本专利技术属于手性识别
，具体涉及一种半胱氨酸手性识别传感器。
技术介绍
对于生物活性分子来说，其手性构型决定了其功能及用途，错误使用其对映异构体将可能导致严重的机体损伤，而直观准确的区分其绝对构型对于医药、生理等领域具有重要现实意义。氨基酸是蛋白质的基本构建单元，天然氨基酸共有20种，其中多数的绝对构型为S型，而半胱氨酸是其中的特例，天然L-半胱氨酸为R构型，且是天然氨基酸中唯一含有巯基的特例。半胱氨酸是人体的条件必需氨基酸和生糖氨基酸，在生物体内具有抱合作用等,故对范围广泛的毒物具有解毒作用，并参与多项氧化还原型生理代谢过程，在机体功能调控过程中扮演重要角色。此外，半胱氨酸在医药、护肤品及食品工业也有广泛的应用。设计开发新型的手性传感器，直观快速的区分半胱氨酸的绝对构型具有迫切的市场应用需求及科学研究意义。为实现这一目标，首先需要建立对半胱氨酸这一分子的选择性识别，将其与其它19种天然氨基酸区分；进一步地还需要具备对映选择性，能够识别区分半胱氨酸分子的绝对构型。半胱氨酸的裸露巯基是其区别于其它19种氨基酸的显著特征，也因此是目前开发半胱氨酸传感器的重要突破口。利用巯基与某些特定金属元素的高度亲和性（例如IB族元素的铜金银等），可以有效建立对半胱氨酸的选择性识别，将其与其它氨基酸进行区分，这也是目前半胱氨酸传感器研究的主要内容。然而，进一步地实现其对映异构传感则面临巨大挑战，需要引入手性组分以赋予传感器以手性识别位点，而功能、结构等方面均适宜的手性功能分子较为缺乏，使得手性半胱氨酸传感器的研究较为稀少，多集中在利用手性聚合物与金属纳米粒子的复合方面，制备过程复杂，目前仅有不到20例的相关研究报道。不仅如此，现有报道的手性半胱氨酸传感器的信号传导机制较为复杂，依赖于拉曼、圆二色谱、电化学等复杂的测试设备，测试要求严格过程繁琐，十分不利于半胱氨酸快速现场检测侧的直观需求，因此亟需开发新型的传感技术，以解决以上问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种半胱氨酸手性识别传感器，可实现对半胱氨酸绝对构型的快速直观区分。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种半胱氨酸手性识别传感器，是将手性识别材料旋涂在以Au电极修饰的石英晶体微天平晶片上后制得；所述手性识别材料是将D-酒石酸或L-酒石酸与Zr基MOFs材料UiO-66-NH2原位缩合后得到。进一步地，所述手性识别材料是将D-酒石酸与Zr基MOFs材料UiO-66-NH2原位缩合后得到，将其旋涂在以Au电极修饰的石英晶体微天平晶片上后，通过优先吸附D-半胱氨酸，从而实现对半胱氨酸绝对构型的识别区分。进一步地，所述手性识别材料是将L-酒石酸与Zr基MOFs材料UiO-66-NH2原位缩合后得到，将其旋涂在以Au电极修饰的石英晶体微天平晶片上后，通过优先吸附L-半胱氨酸，从而实现对半胱氨酸绝对构型的识别区分。本专利技术利用经典稳定的Zr基MOFs材料UiO-66-NH2为母体，D-酒石酸及L-酒石酸为手性源，通过酒石酸与MOFs中的氨基原位缩合，在MOFs框架内引入了手性的酒石酰亚胺结构，获得了一对手性的MOFs对映体（UiO-tart）。随后，将UiO-tart通过旋涂技术在Au表面沉积，获得了UiO-tart@Au质量传感器。其中的Au基底被表面的MOF层覆盖，不能直接接触到外部环境。其过程如图1所示。在分析时，表面覆盖的手性UiO-tart可以实现对半胱氨酸对映体的选择性吸附，被吸附的半胱氨酸对映体则可以进一步接触到底部的Au基底，并通过巯基与Au反应固定到Au表面，造成整个体系的质量显著增加，从而实现了对半胱氨酸绝对构型的快速直观区分。附图说明图1为本专利技术中半胱氨酸手性识别过程示意图。图2为实施例1中样品的扫描电子显微镜照片，从左到右分别为：L构型的UiO-tart、D构型的UiO-tart以及未修饰的UiO-66-NH2。图3为实施例1中样品的粉末衍射谱图对比，图内小图是其局部放大对比。图4为实施例1中样品的红外光谱对比图。图5为UiO-66-NH2分解提取产物的核磁共振图谱。图6为UiO-tart分解提取产物的核磁共振图谱。图7为UiO-tart@Au晶片的结构图。图8为L-UiO-tart@Au对半胱氨酸对映体的吸附曲线。图9为D-UiO-tart@Au对半胱氨酸对映体的吸附曲线。图10为空白Au晶片对半胱氨酸对映体的吸附曲线。图11为外消旋传感器race-UiO-tart@Au对半胱氨酸对映体的吸附曲线。图12为L构型UiO-tart分别与L-半胱氨酸和D-半胱氨酸作用时的红外光谱对比。图13为D构型UiO-tart分别与L-半胱氨酸和D-半胱氨酸作用时的红外光谱对比。图14为DFT计算优化的L构型UiO-tart与L-半胱氨酸形成的复合物氢键结构示意图。图15为DFT计算优化的L构型UiO-tart与D-半胱氨酸形成的复合物氢键结构示意图。图16为DFT计算优化的D构型UiO-tart与L-半胱氨酸形成的复合物氢键结构示意图。图17为DFT计算优化的D构型UiO-tart与D-半胱氨酸形成的复合物氢键结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法及未说明配方的试剂均为按照本领域常规条件。实施例1一、UiO-tart的合成及表征1、UiO-tart的合成将0.28g的UiO-66-NH2（1mmol）与0.18g的L-酒石酸（1.2mmol）在二甲苯中回流反应48小时，并利用分水器不断将产生的水分离出体系。待反应结束，冷却至室温，过滤，滤饼用乙醇洗涤，经干燥后可得到L构型的UiO-tart约0.3g，产率为78%。将L-酒石酸替换为D-酒石酸，根据相同的合成条件，可得到D构型的UiO-tart，产率为76%。2、UiO-tart样品表征分析SEM图片表明，利用两种构型的酒石酸所合成的UiO-tart材料均良好保持了原有的纳米形貌，与未修饰的UiO-66-NH2保持一致（图2所示）。粉末衍射（PXRD）分析表明，UiO-tart具有与UiO-66-NH2基本一致的衍射峰，充分说明其晶体结构在修饰过程中没有发生变化。深入分析表明部分衍射峰出现了十分细微的位移，平均向低衍射角度位移了约0.22度，表明这些衍射角对应的晶面间距在经过修饰后变大，这是由于酒石酰亚胺大基团在UiO-MOF的孔道内被成功合成撑大了晶面间距所导致的（图3所示，发生位移的衍射峰对应的晶面指数已标出，图内小图是其局部放大对比）。红外光谱表明，在UiO-tart中出现了新的振动吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半胱氨酸手性识别传感器，其特征在于：所述传感器是将手性识别材料旋涂在以Au电极修饰的石英晶体微天平晶片上后制得；/n所述手性识别材料是将D-酒石酸或L-酒石酸与Zr基MOFs材料UiO-66-NH

【技术特征摘要】
1.一种半胱氨酸手性识别传感器，其特征在于：所述传感器是将手性识别材料旋涂在以Au电极修饰的石英晶体微天平晶片上后制得；
所述手性识别材料是将D-酒石酸或L-酒石酸与Zr基MOFs材料UiO-66-NH2原位缩合后得到。


2.根据权利要求1半胱氨酸手性识别传感器，其特征在于：所述手性识别材料是将D-酒石酸与Zr基MOFs材料UiO-66-NH2原位缩合后得到，将其旋涂在以A...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀丽，解明华，关荣锋，丁成，王亚，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32