山西大学梁文婷、双少敏团队 | 基于羧甲基-β-环糊精/Pd@Au/三维石墨烯的选择性电化学手性界面用于酪氨酸对映异构体识别

手性是自然界中最普遍的现象之一，其中手性识别、手性分离一直是医学、药学和生物化学领域重要的课题。氨基酸作为一类重要的生物活性小分子，其对映异构体通常具有不同的生理活性，研究者们也一直在尝试不同的手性识别方法对其进行区分。电化学方法作为一种经济、简单、灵敏度高的检测方法，近年来在手性检测领域备受关注，然而，如何构建一种兼具优异的手性选择性和高效的电化学活性的传感界面一直是一种挑战。

▲ 3D-rGO /Pd@AuNPs/CM-β-CD 的制备及手性识别酪氨酸对映体示意图

近日，山西大学梁文婷教授和双少敏教授带领研究团队构建了一种基于三维石墨烯/Pd@Au/羧甲基-β-环糊精纳米复合材料的手性电化学传感界面，采用微分脉冲伏安法（DPV）法对酪氨酸异构体进行了电化学手性识别和定量检测。该成果以“A selective electrochemical chiral interface based on a carboxymethyl-β-cyclodextrin/Pd@Au nanoparticles/3D reduced graphene oxide nanocomposite for tyrosine enantiomer recognition”为题，发表在英国皇家学会期刊  Analyst 上。

该工作将 Pd@Au 纳米粒子修饰于三维石墨烯表面，并与羧甲基-β-环糊精进行偶连，合成了 3D-rGO/Pd@Au/CM-β-CD纳米复合材料。其后将 3D-rGO/Pd@Au/CM-β-CD 修饰于 GCE 表面，并利用微分脉冲伏安法（DPV）法研究了其对酪氨酸对映异构体的电化学手性识别特性，并进行了定量检测。结果显示，该复合材料具有以下优点：（1）3D-rGO/Pd@Au 基底具有良好的导电性和催化活性；（2）CM-β-CD 修饰层的亲水特性有效降低了 3D-rGO/Pd@Au 的疏水特性，使其能够更好的修饰于电极表面，进一步放大了电化学信号；（3）CM-β-CD 分子独特的手性空腔为酪氨酸异构体提供了高效手性识别位点。基于这些优势，该传感体系可以用于酪氨酸外消旋混合物中的对映异构体含量和该浓度下的 ee% 值测定。这些结果可为进一步利用超分子主体-无机纳米材料进行高灵敏度手性传感器构建提供启示和理论指导。

论文信息

A selective electrochemical chiral interface based on a carboxymethyl-β-cyclodextrin/Pd@Au nanoparticles/3D reduced graphene oxide nanocomposite for tyrosine enantiomer recognition

Qingfang Niu, Pengyue Jin, Yu Huang , Lifang Fan, Caihong Zhang, Cheng Yang*（杨成，四川大学）, Chuan Dong, Wenting Liang*（梁文婷，山西大学）and Shaomin Shuang*（双少敏，山西大学）

Analyst, 2022,147, 880-888

http://doi.org/10.1039/D1AN02262H

作者简介

梁文婷 教授
山西大学

本文通讯作者，山西大学教授，博士生导师，研究兴趣主要围绕超分子有机-无机杂化纳米材料的合成及其在分析检测、生物医学、环境污染物处理等领域的应用研究。发表 SCI 收录刊物论文 40 余篇，撰写英文专著章节 1 篇，授权国家发明专利 7项。主持国家自然科学基金及省部级科研项目10项。目前兼任山西省纳米肿瘤医学会常务委员。2018 年入选山西省“三晋英才”青年优秀人才。梁文婷教授负责设计、指导并组织了本研究工作。

双少敏 教授
山西大学

本文通讯作者，山西大学教授、博士生导师，长期从事分子识别与传感研究，以功能新材料（染料、纳米材料）为平台，采用现代分析技术，构建了一系列分析传感检测新方法，并应用于环境、医药领域。代表性论文发表在 Analytical Chemistry, ACS Applied Materials and Interfaces, Chemistry of Materials, Journal of Hazardous Material，Chemical Communications，Nanoscales 等国际期刊；授权发明专利 18 项；持续主持国家自然科学基金。兼任亚太环糊精化学国际委员会委员，《分析化学》编委。