周豐，連惠婷，曹學功，劉斌

（華僑大學材料科學與工程學院，福建廈門361021）

摻雜石墨烯分子印跡傳感器對色氨酸的手性識別

周豐，連惠婷，曹學功，劉斌

（華僑大學材料科學與工程學院，福建廈門361021）

以摻雜了石墨烯納米片的殼聚糖為功能基體，L－色氨酸為模板分子，利用恒電位沉積法制備對L－色氨酸具有手性識別功能的分子印跡傳感器.采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）等方法表征印跡膜的形成過程.探討印跡傳感器的電化學性能，并優(yōu)化了最優(yōu)檢測條件.研究結(jié)果表明：石墨烯摻雜量為1 mg·mL－1，沉積時間為300 s，工作電壓為＋0.85 V，溶液p H值為6時，所制備的石墨烯－殼聚糖印跡傳感器具有良好的手性識別性能，且對L－色氨酸的濃度線性響應范圍為0.17～25 μmol·L－1，檢測限（S／N＝3）達0.04μmol·L－1.

石墨烯；分子印跡傳感器；手性識別；色氨酸

色氨酸（Trp）是人體必需氨基酸之一，L／D－色氨酸（L／D－Trp）具有不同的藥理作用和用途.L－色氨酸（L－Trp）可用于治療失眠、焦慮、情緒低落和月經(jīng)前綜合征，但服用非光學純的L－Trp會引發(fā)嗜酸粒細胞增多－肌痛綜合征［1］.D－色氨酸（D－Trp）可作為非營養(yǎng)性甜味劑，飼料添加劑、植物生長劑，在醫(yī)藥行業(yè)中，D－色氨酸是抗癌劑和免疫抑制劑的重要合成前體［2］.對色氨酸的手性分離分析，主要采用高效液相色譜［3－5］、毛細管電泳［6－7］和配體交換色譜［8］等方法.這些方法存在分析時間長、儀器昂貴、靈敏度較低等缺點，因此，研究一種簡單、快速、低成本和高靈敏度的檢測方法是十分必要的.電化學傳感器以靈敏度高、響應速度快、小型化等的特點，多用于痕量分析［9］，分子印跡技術(shù)具有高效，專一性選擇識別能力、構(gòu)效預知性等優(yōu)勢［10－12］，廣泛應用于諸多領(lǐng)域［13］，將分子印跡與傳感器技術(shù)結(jié)合，旨在對手性氨基酸進行識別與檢測.但前期實驗發(fā)現(xiàn)，殼聚糖印跡膜傳感器對色氨酸的手性識別靈敏度較低，而石墨烯是現(xiàn)有材料中導電速率最快的材料［14］，同時具有大的比表面積和其他優(yōu)異的物理、化學性質(zhì)［15－17］，可應用于制備敏感分子器件領(lǐng)域以提高其靈敏度［18］.因此，本文制備了摻雜石墨烯分子印跡手性傳感器，以實現(xiàn)對L－色氨酸的快速選擇性檢測.

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

1）儀器.CHI630a型電化學工作站（美國CH Instruments公司）；CHI660D型電化學工作站（上海辰華儀器公司）；S－4800型掃描電子顯微鏡（日本日立公司）；X′Pert Pro MPD型X射線衍射儀，（荷蘭PA Nalytical公司）；Nexus－470傅里葉變換紅外光譜儀（美國Nicolet公司）；Milli－Q超純水儀（美國Millipore公司）.實驗采用三電極體系：工作電極為玻碳電極（直徑3 mm）或其修飾電極，輔助電極為鉑絲電極；參比電極為飽和甘汞電極（SCE）.

2）試劑.石墨烯納米片（GNS，福建廈門凱納石墨烯技術(shù)有限公司），殼聚糖（CS，脫乙酰度≥75%美國Sigma－Aldrich公司）；L／D－色氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸、絲氨酸等氨基酸（上海國藥集團化學試劑有限公司）.實驗中其他所用試劑除特殊說明均為分析純，實驗用水為Milli－Q超純水儀所制備的超純水.

1.2 殼聚糖-石墨烯貯備液配制

準確稱量0.38 g殼聚糖粉末，用0.1 mol·L－1HCl溶解，然后用0.1 mol·L－1NaOH溶液調(diào)節(jié)至p H值為5.0，配制成7.5 g·L－1的殼聚糖儲備液；取0.01 g石墨烯納米片加入10 m L的殼聚糖儲備液中，超聲1 h，將其分散均勻，制得殼聚糖－石墨烯儲備液，置于4℃冰箱冷藏室貯存.沉積液為含有1.5 mmol·L－1L－色氨酸的殼聚糖－石墨烯的儲備液.

1.3 L-色氨酸分子印跡電化學手性傳感器的制備

將玻碳電極（GCE）分別用4＃，5＃，6＃的金相砂紙打磨，以獲得拋光鏡面，用水清洗；然后，依次在1∶1的HNO3溶液和水中各超聲清洗5 min.將處理好的電極作為工作電極，置于含1.5 mmol·L－1L－色氨酸的殼聚糖－石墨烯儲備液中進行恒電位沉積，沉積電位為－1.1 V，沉積時間為300 s.取出，淋洗晾干，并將L－色氨酸－殼聚糖－石墨烯復合物修飾的電極置于10 m L的0.01 mol·L－1NaOH溶液（含100μL乙醇）中恒電位誘導洗脫1 000 s，洗脫模板分子.然后置于0.5 mol·L－1H2SO4質(zhì)子化交聯(lián)10 min，淋洗、晾干.即可制得對L－Trp具有特異性識別位點的印跡手性傳感器（MIP／GCE）.除不含模板分子的傳感器外，其他非印跡傳感器（NIP／GCE）的制備條件同印跡傳感器的制備流程相同.

1.4 印跡傳感器的電化學響應

采用微分脈沖伏安法（DPV）和安培計時法優(yōu)化實驗條件，并測試傳感器的性能.DPV掃描范圍為0.4～1.1 V（vs.SCE，下同），電位增量為4 m V，振幅為50 m V，脈沖寬度為200 ms，脈沖周期為50 ms.安培計時法工作電壓為＋0.85 V，支持電解質(zhì)為0.1 mol·L－1的NaCl，連續(xù)加入L／D－色氨酸溶液，進行定量分析.電化學交流阻抗譜（EIS）實驗在含5 mmol·L－1［Fe（CN）6］3－／4－的0.1 mol·L－1KCl溶液中進行，測試電壓為＋0.23 V，頻率為0.1～1.0×105Hz，使用Zview軟件擬合所得的數(shù)據(jù)，并模擬出實驗所制備的傳感器的等效電路圖.

2 結(jié)果與討論

2.1 電極修飾過程的表征

2.1.1 電極表面形貌的掃描電鏡（SEM）表征 通過掃描電鏡（SEM）可對電極表面進行形貌分析，如圖1所示.從圖1可知：為裸玻碳電極（圖1（a）），電極表面呈平整剛性結(jié)構(gòu)；通過電沉積的方法修飾了殼聚糖聚合物膜（圖1（b）），其表面呈現(xiàn)伸縮結(jié)構(gòu)［19］；摻雜了石墨烯納米片后，可觀察到被殼聚糖附著的石墨烯片層結(jié)構(gòu)，電極表面的空間立體感增強（圖1（c））.

圖1 電極表面的SEM圖Fig.1 SEM images of the electrode surface

2.1.2 電極修飾過程的XRD表征 通過XRD可對電極表面修飾物質(zhì)進行物相分析，如圖2所示.從圖2中曲線a可知：電極表面修飾了殼聚糖后，分別在10.1°和20.5°出現(xiàn)了殼聚糖的特征峰［20］.從圖2中曲線b可知：當電極表面修飾了殼聚糖石墨烯（NIP）納米聚合物膜時，衍射峰發(fā)生位移，從10.1°位移到12.5°，在2θ＝26.4°出現(xiàn)了石墨烯的X射線特征衍射峰［21］，層面間距約為3.6 nm.26.4°處較寬的衍射峰表明石墨烯納米片在堆砌的方向上呈無定型結(jié)構(gòu)［22］.說明殼聚糖－石墨烯復合物形成了新的晶型結(jié)構(gòu)，石墨烯納米片外圍被殼聚糖包裹著.從圖2中曲線c可知：2θ＝28.3°對應著L－色氨酸（L－Trp－CSGNS）的衍射特征峰，L－色氨酸同時成功地共沉積到電極表面.實驗結(jié)果顯示：通過電沉積方法，可以直接在電極表面簡單合成L－色氨酸－殼聚糖－石墨烯復合膜.

2.1.3 電極修飾過程的FTIR表征 利用傅里葉變換紅外光譜，研究修飾膜的形成過程及復合物分子之間的相互作用，如圖3所示.從圖3中曲線a可知：3 400 cm－1處的寬峰是殼聚糖殘?zhí)腔系腛－H的伸縮振動吸收峰與N－H伸縮振動吸收峰重疊形成的多重吸收峰，較寬的吸收峰還說明殼聚糖存在分子內(nèi)和分子間氫鍵［23］.1 641，1 535 cm－1分別為殼聚糖中酰胺鍵中的C＝O雙鍵和氨基中的N－H鍵特征吸收峰［24］.

從圖3曲線b可知：石墨烯－殼聚糖（NIP）復合物沉積到電極表面時，C＝O鍵和N－H鍵特征峰分別從1 641 cm－1位移到1 629 cm－1，以及1 535 cm－1位移到1 521 cm－1處，NIP可能發(fā)生氫鍵作用［25］.從圖3曲線c可知：加入模板分子后，在指紋區(qū)743 cm－1處為L－色氨酸特征吸收峰，并且3 400 cm－1處的峰變得尖銳，L－色氨酸－殼聚糖－石墨烯聚合物膜中，殼聚糖的活性官能團羥基、氨基，可以和色氨酸中的羧基、氨基形成氫鍵作用［26］，從而導致峰形的變化和位移.由紅外數(shù)據(jù)得出，L－色氨酸－殼聚糖－石墨烯復合物存在氫鍵相互作用.

2.1.4 電極修飾過程的電化學交流阻抗表征 在含5 mmol·L－1［Fe（CN）6］3－／4－的0.1 mol·L－1KCl溶液中，裸玻碳電極和修飾不同聚合物膜后的交流阻抗譜圖，如圖4所示.從從圖4可知：玻碳電極表面通過電沉積修飾了殼聚糖膜（曲線b）和L－色氨酸－殼聚糖－石墨烯聚合物膜（L－Trp－CS－GNS／GCE，曲線d）后，阻抗值明顯增大，分別為220.6，238.8Ω，大于裸電極（曲線a）的Ret172.7Ω.這兩種修飾膜阻礙了界面電子在電極表面的傳遞，導致阻抗變大.以摻雜石墨烯的殼聚糖溶液所制備形成的NIP膜電極的Ret為142.7Ω（曲線c），說明石墨烯隨電沉積過程沉積到電極表面，有利于界面電子傳輸.L－色氨酸－殼聚糖－石墨烯聚合物膜經(jīng)電位誘導洗脫去L－色氨酸模板分子后，在膜上留下了相應的印跡孔穴，更有利于［Fe（CN）6］3－／4－探針在膜電極界面?zhèn)髻|(zhì)，所以相應的阻抗值變?。≧et＝53.6Ω，曲線e），明顯小于NIP電極的阻抗值.內(nèi)插圖為等效電路模型，說明印跡膜符合電子元件模型.

圖3 修飾電極的傅里葉變換紅外光Fig.3 FTIR spectra of modified electrodes

圖2 修飾電極的X射線衍射譜Fig.2 XRD patterns of modified electrodes

圖4 修飾電極的交流阻抗譜Fig.4 Electrochemical impedance spectroscopy of modified electrodes

2.2 實驗條件優(yōu)化

2.2.1 電沉積時間的選擇 印跡膜的厚度影響著模板分子的結(jié)合位點數(shù)量和結(jié)合速率，采用恒電位沉積方法制備分子印跡聚合物的過程中，印跡膜的厚度可以由沉積時間控制.通過改變電沉積時間，觀察L／D色氨酸在印跡膜上的氧化峰電流比值（IL－Trp／ID－Trp）的變化情況，結(jié)果如圖5所示.從圖5可知：沉積時間較短時，形成的印跡膜較薄，相應的在膜上形成的印跡位點也較少，對L－色氨酸的特異性吸附不明顯，膜上的非特異性吸附占據(jù)主導作用IL－Trp／ID－Trp較小，識別能力較差；當沉積時間相應延長后，膜的厚度增加，共沉積到電極上的L－色氨酸分子數(shù)量增多，膜上印跡位點相應增加，此時對L－色氨酸的特異性吸附作用大于對D－色氨酸的非特異性作用IL－Trp／ID－Trp增大，識別能力提高；但沉積時間太長時，厚膜不利于L－色氨酸進出膜上印跡位點的通道，影響模板分子的完全洗脫和再次識別IL－Trp／ID－Trp又降低，影響印跡膜對L－色氨酸在印跡膜上的對映識別作用.因此，最佳沉積時間選擇為300 s.

2.2.2 石墨烯摻雜量的選擇 殼聚糖中石墨烯的摻雜量影響印跡膜上印跡位點數(shù)量，以及對目標檢測物的靈敏度，如圖6所示.圖6可知：過多或過少的石墨烯都會削弱印跡傳感器對色氨酸的手性識別作用.這是因為石墨烯加入量較少時，電沉積修飾到電極上的石墨烯的量也少，印跡膜的空間比表面積沒有顯著增大，形成對色氨酸的手性識別作用不明顯；隨著摻雜量的增加，印跡膜的表面明顯增大，石墨烯的2D結(jié)構(gòu)也便于模板分子的洗脫及與印跡位點的再結(jié)合，因此手性識別能力增強，IL－Trp／ID－Trp提高；當摻雜量達1 mg·L－1時，所制備的L－色氨酸印跡傳感器對L／D－色氨酸（10μmol·L－1）響應的比值最大IL－Trp／ID－Trp＝2.3，手性識別最為明顯；但石墨烯加入量多時，阻礙了殼聚糖與L－色氨酸的印跡位點的形成；當摻雜量達到1.5 mg·m L－1時，IL－Trp變得很小.因此本實驗選擇最佳摻雜量為1 mg·m L－1.2.2.3 p H值對L－色氨酸測定的影響 采用DPV，測試MIP／GCE對不同p H值的NaCl介質(zhì)中L－色氨酸（10μmol·L－1）的響應，如圖7所示.從圖7可知：當p H值由3增至6時，響應電流隨之增大，并在p H＝6時達最大值，隨著p H值進一步增至9時，電流響應卻逐漸減小.這是因為色氨酸的等電點為p H＝5.89，當p H＜5.89時，色氨酸發(fā)生質(zhì)子化而帶正電；p H＞5.89時，色氨酸失去質(zhì)子而帶負電.印跡聚合物膜中殼聚糖也是帶正電荷，更易于帶負電的色氨酸相結(jié)合，但當溶液中p H值超過6時，溶液中的OH－負離子會與帶負電荷的色氨酸分子產(chǎn)生競爭作用，導致色氨酸分子到達電極印跡膜表面的難度加大，響應的電化學氧化峰電流也減小.所以，選擇p H＝6的NaCl溶液作為分析檢測的介質(zhì).

圖5 電沉積時間對印跡膜的手性性能識別的影響Fig.5 Impact of electrodeposition time on enantioselective performance of MIP membranes

圖6 不同摻雜量的石墨烯／殼聚糖的電化學響應Fig.6 Impact of different amount of GNS on electrochemical performance

圖7 p H值對印跡電極電流強度的影響Fig.7 Effect of p H values on intensity of MIP／GCE current

2.3 印跡傳感器對映選擇性識別色氨酸

利用DPV響應電流的大小，來反映印跡傳感器的特異性識別效果.將最佳條件下所制備的L－色氨酸印跡傳感器，分別浸入含等濃度的L－色氨酸、D－色氨酸的溶液中吸附30 min，然后置于空白的NaCl中考察DPV響應信號，在相同條件下制備非印跡傳感器，進行比較實驗，如圖8所示.從圖8可知：L－色氨酸印跡傳感器對L－色氨酸的吸附量（曲線a）約為對D－色氨酸（曲線b）吸附量的2.3倍；而非印跡電極對L／D－色氨酸（曲線d，e）而言，在氧化峰電流上沒有明顯差異，同時吸附到電極表面的色氨酸的量也遠遠小于印跡電極的吸附的量.說明印跡膜上形成的印跡孔穴相對L－色氨酸分子，無論從空間結(jié)構(gòu)的大小，還是功能基團結(jié)合的位置上，它們都是互補的.印跡膜對D－色氨酸的吸附主要是由于膜上的非特異性吸附作用.而在非印跡膜上由于沒有形成特定的選擇性識別位點，對L／D色氨酸的響應沒有明顯差別，說明不具有特異性手性識別性能.實驗結(jié)果反映了L－色氨酸印跡膜傳感器對L／D－色氨酸有較好的手性識別作用.

圖8 L／D－色氨酸在印跡／非印跡電極上的DPVs響應Fig.8 DPV responses of L／D－Trp on MIP／GCE or NIP／GCE

同樣，阻抗譜的阻抗值變化也可反映印跡膜的手性識別，將L－色氨酸印跡膜電極與等濃度的L／D－色氨酸吸附后，再進行交流阻抗譜表征，如圖9所示.從圖9可知：其阻抗值分別變?yōu)?9.6，81.8Ω，曲線f，g是與L／D－色氨酸吸附后的阻抗圖，它們均比洗脫后的印跡膜電極（曲線e，Ret＝53.6Ω）的阻抗大.這說明與L／D－色氨酸吸附后，印跡膜上的印跡孔穴被色氨酸分子占據(jù)，從而阻礙了探針進出膜的孔穴，阻抗變大.因為印跡膜對L－色氨酸的空間互補性更強，結(jié)合能力更大，所以曲線f阻抗值較大.

圖9 印跡電極吸附L／D－色氨酸后EIS變化Fig.9 EIS changes on MIP／GCE after absorbing with L／D－Trp

2.4 安培計時測量

以p H＝6的0.1 mol／L NaCl溶液為支持電解質(zhì)溶液，利用安培計時法快速檢測L／D－色氨酸在L－色氨酸印跡薄膜上的響應，結(jié)果如圖10所示.從圖10可知：在一定的濃度范圍內(nèi)時，L／D－色氨酸的電流響應值都會隨著響應溶液的加入而出現(xiàn)階梯狀的遞增，但在加入等濃度的L／D－色氨酸時，L－色氨酸的加入引起的電化學信號遞增量要大于加入D－色氨酸所引起的遞增量.溶液中L－色氨酸通過印跡孔穴在電極表面上發(fā)生響應，而D－色氨酸分子與L－色氨酸分子空間三維取向不同，存在著空間位阻，導致了D－色氨酸分子擴散到電極膜上的數(shù)量不多，以非特異性吸附為主，所以D－色氨酸的響應信號低很多.而相同條件下制備的非印跡電極上，由于沒有印跡位點，與模板分子L－Trp為非特異性識別作用.圖10中：曲線c，d，分別為L－Trp和DTrp在非印跡電極上的電流響應.它們的電流變化的幾乎沒有差別.與印跡電極相比，所得到的電流信號也較小.加入不同濃度L／D－Trp時，在印跡和非印跡電極上產(chǎn)生的電流響應轉(zhuǎn)化成三維柱形圖，如圖11所示.在加入同一濃度色氨酸溶液時，產(chǎn)生的電流響應a＞b＞c＝d.說明印跡電極對L－色氨酸具有手性選擇識別能力.隨著加入溶液中色氨酸的濃度不斷加大，當濃度大于25μmol·L－1時，響應電流不再隨著色氨酸的加入增大反而有所降低，這是由于印跡孔穴逐漸被L－色氨酸填充，吸附趨于飽和，響應電流趨于穩(wěn)定，如圖12所示.在0.17～25μmol·L－1濃度范圍內(nèi)，L－色氨酸濃度與響應電流之間呈現(xiàn)良好線性關(guān)系，線性回歸方程為（μmol·L－1），Ia＝9.53CL－Trp－0.082 8，R2＝0.998 4，定量檢出下限（S／N＝3）為0.04μmol·L－1.

圖12 L／D－色氨酸在印跡電極上的校正曲線極上的Fig.12 Calibration curve for L／D－Trp at MIP／GCE

圖10 安培計時電流響應圖Fig.10 Typical current response（i－t）of MIP／GCE and NIP／GCE

圖11 L／D－色氨酸在印跡和非印跡電極上的電流比例關(guān)系Fig.11 Current ratio of L／D－Trp at the MIP／GCE and NIP／GCE

2.5 L-色氨酸印跡電極的選擇性

利用安培計時法，考察L－色氨酸傳感器對其他氨基酸的抗干擾性，待基底電流穩(wěn)定后，再加入5 μmol·L－1的L－色氨酸，得到電流變化明顯的階梯狀曲線，如圖13所示.從圖13可知：待電流穩(wěn)定后，再依次加入等濃度的L－酪氨酸、L－絲氨酸、L－苯丙氨酸、D－色氨酸，發(fā)現(xiàn)絲氨酸和苯丙氨酸的加入均沒有引起電流的變化.但L－酪氨酸和D－色氨酸的加入則引起較為明顯的電流變化，這是因為D－色氨酸與L－色氨酸結(jié)構(gòu)相似性產(chǎn)生競爭性結(jié)合，而酪氨酸與色氨酸發(fā)生電化學氧化的峰電位接近.兩者所引起的電流變化量比L－色氨酸的小得多，表明所制備的傳感器具有較好的抗干擾性.再次加入L－色氨酸時，其電流變化雖依然比其他氨基酸明顯，但比第一次的信號減小了很多.說明其他氨基酸雖然沒有發(fā)生電化學響應，但也有可能進行非特異性吸附或競爭性占據(jù)印跡位點，阻礙模板分子與印跡位點的結(jié)合.

2.6 印跡傳感器的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性

將制備的印跡電極在10μmol·L－1L－色氨酸溶液中，吸附30 min后，測定其氧化峰電流值.洗脫L－色氨酸后，重復連續(xù)使用10次，信號變化如圖14所示.圖14中：相對標準偏差為4.9%.每天使用一次，連續(xù)使用一周后，對L－色氨酸的電化學響應變?yōu)樵瓉淼?8%，結(jié)果表明印跡傳感器具有較好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性.

圖13 其他氨基酸的電流響應Fig.13 Current responses obtained at the GNS－MIP／GCE for the additions

圖14 L－色氨酸的響應信號Fig.14 Responses of L－Trp on the MIP／GCE

3 結(jié)束語

采用恒電位沉積技術(shù)，殼聚糖為功能基體，在玻碳電極表面制備了摻雜了石墨烯納米片的L－色氨酸手性印跡傳感器.所制備的印跡傳感器對L－色氨酸具有手性識別性能，對L－色氨酸的微分脈沖響應峰電流是對同濃度D－色氨酸的2.3倍.對結(jié)構(gòu)近似的氨基酸具有較強的抗干擾能力，可應用于色氨酸的快速簡便識別.

［1］ 郭智成.對美國L－色氨酸事件的回顧和思考［J］.醫(yī)學與哲學，2001，22（8）：60－61.

［2］ 王大慧，韋萍，歐陽平凱.D－色氨酸研究進展［J］.化工進展，2002，21（2）：103－105.

［3］ 甄乾娜，黃小蘭，張曉清，等.高效液相色譜程序波長紫外檢測法同時測定血漿中的色氨酸及其代謝物［J］.Spzz，2011，29（5）：435－438.

［4］ Da SILVA M S，VAO E R，TEMTEM M，et al.Clean synthesis of molecular recognition polymeric materials with chiral sensing capability using supercritical fluid technology［J］.Biosens Bioelectron，2010，25（7）：1742－1747.

［5］ 馬東杰，許旭，廉偉，等.高效液相色譜法檢測胃液中色氨酸和利多卡因［J］.分析化學，2009，37（11）：1617－1621.

［6］ 喬成棟，宋平順，嚴祥，等.5種生物胺的毛細管膠束電動色譜分離［J］.分析化學，2007，35（1）：95－98.

［7］ BELIN G K，GARTNER V，SEEGER S.Rapid analysis and sensitive detection of D，L－tryptophan by using shorter capillary column coupled with deep－UV fluorescence detector［J］.J Chromatogr B，2009，877（29）：3753－3756.

［8］ YAN Hang－yan，ROW K H.Enantioseparation condition of D，L－tryptophan using ligand exchange chromatography［J］.Indian J Chem A，2008，47（1）：75－80.

［9］ PRIVETT B J，SHIN J H，SCHOENFISCH M H.Electrochemical sensors［J］.Analytical Chemistry，2008，80（12）：4499－4517.

［10］ CHEN Yang－ping，LIU Bin，LIAN Hui－ting，et al.Preparation and application of urea electrochemical sensor based on chitosan molecularly imprinted films［J］.Electroanal，2011，23（6）：1454－1461.

［11］ 連惠婷，陳娟娟，薛燕，等.久效磷分子印跡傳感器的電化學響應特性［J］.華僑大學學報：自然科學版，2011，32（2）：182－187.

［12］ 殷靜芬，連惠婷，孫向英，等.尿酸分子印跡電化學傳感器的研制及其應用［J］.華僑大學學報：自然科學版，2012，33（1）：33－38.

［13］ VASAPOLLO G，DEL SOLE R，MERGOLA L，et al.Molecularly imprinted polymers：Present and future prospective［J］.Int J Mol Sci，2011，12（9）：5908－5945.

［14］ ZHANG Yuan－bo，TAN Yan－wen，STORMER H L，et al.Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry′s phase in graphene［J］.Nature，2005，438（7065）：201－204.

［15］ SHAFRANJUK S E.Electromagnetic properties of the graphene junctions［J］.European Physical Journal B－Condensed，2011，80（3）：379－393.

［16］ MOROZOV S，NOVOSELOV K，KATSNELSON M，et al.Giant intrinsic carrier mobilities in graphene and its bilayer［J］.Physical Review Letters，2008，100（1）：16602－16604.

［17］ GEIM A K.Graphene：Status and Prospects［J］.Science，2009，324（5934）：1530－1534.

［18］ HILL E W，VIJAYARAGAHVAN A，NOVOSELOV K.Graphene Sensors［J］.Sensors Journal，IEEE，2011，11（12）：3161－3170.

［19］ DEMETGUL C，SERIN S.Synthesis and characterization of a new vic－dioxime derivative of chitosan and its transition metal complexes［J］.Carbohydrate Polymers，2008，72（3）：506－512.

［20］ WANG Shao－feng，SHEN Lu，ZHANG Wei－de，et al.Preparation and mechanical properties of chitosan／carbon nanotubes composites［J］.Biomacromolecules，2005，6（6）：3067－3072.

［21］ LI Waoguo，XU Shudong，TANG Min，et al.Direct electrochemistry of horseradish peroxidase on graphene－modified electrode for electrocatalytic reduction towards H2O2［J］.Electrochimica Acta，2011，56（3）：1144－1149.

［22］ NETHRAVATHI C，RAJAMATHI M.Chemically modified graphene sheets produced by the solvothermal reduction of colloidal dispersions of graphite oxide［J］.Carbon，2008，46（14）：1994－1998.

［23］ 蔣挺大.殼聚糖［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2001.

［24］ CAO Xiao－ding，DONG Hua，LI Chang－min，et al.The enhanced mechanical properties of a covalently bound chitosan－multiwalled carbon nanotube nanocomposite［J］.Journal of Applied Polymer Science，2009，113（1）：466－472.

［25］ WAN Yi，LIN Zhi－feng，ZHANG Dun，et al.Impedimetric immunosensor doped with reduced graphene sheets fabricated by controllable electrodeposition for the non－labelled detection of bacteria［J］.Biosens Bioelectron，2011，26（5）：1959－1964.

［26］ 農(nóng)蘭平，黃敏，莊玉.L－色氨酸分子印跡殼聚糖膜的制備及透過選擇性［J］.化學研究，2009，20（3）：15－18.

Enantioselective Recognition of Tryptophan Enantiomers by Graphene Doped Molecularly Imprinted Electrochemical Sensor

ZHOU Feng，LIAN Hui－ting，CAO Xue－Gong，LIU Bin
（College of Materials Science and Engineering，Huaqiao University，Xiamen 361021，China）

A novel electrochemical sensor was prepared by graphene－chitosan molecularly imprinted film，which casted on the gassy carbon electrode by electrodeposition，using L－tryptophan（L－Trp）as the template.The prepared film was investigated by scanning electron microscopy（SEM），fourier transform infrared spectroscopy（FTIR）and X－ray diffraction（XRD）.The enantioselective performance and the optimal conditions for L－Trp detection were evaluated by electrochemical technique in detail.Under the optimum conditions of 1 mg·m L－1graphene doping concentration，300 s electrodepositing time，the prepared sensor showed a excellent chiral recognition to Trp in p H＝6 NaCl solution and linearly selective detection of L－Trp in the range of 0.17～25μmol·L－1was found，with a limit of detection of 0.04μmol·L－1（S／N＝3）.

graphene；molecularly imprinted sensors；chiral recognitiony；tryptophan

O 657.1

A

（責任編輯：陳志賢 英文審校：熊興泉）

1000－5013（2012）05－0528－07

2012－04－18

劉斌（1963－），男，教授，主要從事電化學傳感器的研究.E－mail：bliu＠hqu.edu.cn.

國家自然科學基金資助項目（20955001，21175049）；福建省自然科學基金計劃資助項目（2011J01049）；中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項基金資助項目（10QZR13）