手性介孔材料修饰电极的对映体识别及其同时测定研究

本项目拟将新近问世的手性介孔材料与电化学技术相结合，将手性介孔材料的空间识别优势和电分析方法的简便快速、灵敏高效、选择性好等优点相结合，通过手性介孔材料在不同电极表面的修饰和不同构建方法的组合筛选，制备出性能优异、结构稳定的手性电化学传感器系列，以实现不同类型（氨基酸类、神经递质类、农药类）对映体的手性识别与同时测定。该体系利用介孔材料的手性孔洞来识别手性对映体；利用不同表面活性剂模板的结构差异来调整手性孔洞的大小和结构；利用介孔材料内壁的可修饰性来增加活性中心或催化位点以扩增对映体的信号差异；利用导电介孔材料来建立电活性物质的电子传输通道以提高电化学信号的灵敏度；利用量子化学和化学计量学手段来构建手性物质的空间识别与分子识别模型。从而达到手性检测和对映体同时测定目的，为手性物质在生产和应用过程中的质量控制、在线检测、临床诊断等关键环节提供新的技术和有效手段。

手性是自然界的本质属性之一。一些具有手性异构的药物进入生物体内后，由于它和体内靶分子之间手性匹配和分子识别能力不同，其药理作用会产生很大的差异。然而，对映体化合物之间除偏振光外的其它理化性质十分相似，使之成为当今分析化学中最具挑战性课题之一。本项目研究合成了手性聚吡咯介孔材料并使用扫描电镜、透射电镜、红外等手段进行了表征；将手性介孔材料与电化学技术相结合，将手性介孔材料的空间识别优势和电分析方法的简便快速、灵敏高效、选择性好等优点相结合，通过表面修饰方法对手型氨基酸的进行了定量检测，建立了一套成熟的构建手性介孔材料电化学传感器的组装技术；研究了基于牛血清白蛋白/纳米金粒子修饰的玻碳电极手性识别L/D-苯丙氨酸，通过在不同电极表面的修饰和不同构建方法的组合筛选，制备出性能良好的手性电化学传感器；开展了L-半胱氨酸自组装纳米金修饰的碳糊电极对D,L-色氨酸的手性识别，并探讨其识别规律；研究了聚谷氨酸修饰碳纳米管复合碳糊电极对手性氨基酸的选择性电催化性能，优化出了相关的技术参数；开展了聚铬黑T等染料类高分子聚合物复合纳米材料修饰电极对L-氨基酸的选择性电催化效应研究，探讨了提高电化学信号的灵敏度途径；通过石墨烯/Co3O4 / Nafion修饰电极，研究了手性氨基酸的电化学行为、分子识别和定量检测；研究了石墨烯/聚吡咯/壳聚糖修饰电极对亚硝酸根的测定。研究了聚磺基水杨酸修饰玻碳电极在抗坏血酸和多巴胺存在下测定L-色氨酸；建立了聚茜素红/石墨烯修饰玻碳电极对嘌呤和嘧啶的同时测定，该方法重现性和稳定性好，可以对四种核苷酸碱基进行同时的分析测定，并应用于对实际的鲱鱼精DNA的分析中，结果令人满意。以上研究成果为手性物质在生产和应用过程中的质量控制、在线检测、临床诊断等关键环节提供新的技术和有效手段。. 本项目发表SCI论文38篇(其中影响因子3.0以上的17篇、2.0以上的29篇)，申请专利14项，培养了24名研究生，其中10名已毕业，1名博士后在站。参加国际学术交流2次，国内6次（论文8篇），1次特邀报告、其余均有口头报告；作为上海市重点学科带头人之一，项目负责人带领自己的团队，在考核期内年建设了一门分析化学精品课程，获得一项上海市重点学科建设资助，获上海市自然科学三等奖一项（第二完成人,2012年8月已公示结束，待下文），顺利完成了原计划任务。