手性是自然界的基本属性之一,手性识别研究在生命科学、食品科学、医药科学及材料科学领域具有重要的研究价值。发展响应灵敏、操作简单、成本低廉、检测快速的手性识别方法成为生物及药物的研究热点。电致化学发光技术是近年来发展起来的一种新型检测技术,它为手性识别研究提供了新思路、新想法。纳米材料中,金属纳米材料和碳纳米材料具有优良的电化学性能、较大的比表面积、较好的生物相容性等优点,可广泛应用于生物分子等手性选择剂的固载,为手性电致化学发光传感器的制备奠定了良好的基础。本文主要通过制备贵金属纳米材料和功能化碳纳米材料,并将其应用于手性传感界面的构建,以实现对氨基酸对映体简单有效、快速灵敏的识别和定量检测。主要内容有以下三部分:1.研究了新型兼具电致化学发光性质和立体选择性的纳米复合杂化材料与脯氨酸对映异构体(Pro)的相互作用。该研究体系中,在玻碳电极表面采用具有良好成膜性的阳离子交换剂Nafion固载由联吡啶钌-金纳米粒子复合材料和β-环糊精-石墨烯纳米复合材料混合制备的纳米复合杂化材料,用扫描隧道电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼(Raman)光谱技术对纳米材料特性进行研究,采用电致化学发光技术(ECL)考察了该纳米复合杂化材料与脯氨酸对映异构体的相互作用。实验结果表明,该纳米复合杂化材料修饰电极能与Pro发生相互作用,并且对D-Pro产生更强信号响应,能够对脯氨酸对映异构体产生手性识别。2.研究了由D-氨基酸氧化酶、金铂纳米合金材料和多壁碳纳米管构建的手性生物传感界面与D-丙氨酸的相互作用。SEM、循环伏安技术(CV)和电化学交流阻抗技术(EIS)用于电极修饰过程表面形貌和电化学性能测试,能量散射光谱仪(EDS)用于电沉积金铂纳米合金材料的制备监控。该体系以鲁米诺为发光探针检测电致化学发光信号,因D-氨基酸氧化酶在对D-氨基酸特异性催化氧化过程中产生的过氧化氢是鲁米诺电致化学发光的共反应试剂,可以极大地增强鲁米诺的发光强度。实验结果表明,该传感器能够对一系列的D-氨基酸产生信号响应,并且对D-丙氨酸(D-Ala)的响应更好,而对L-丙氨酸(L-Ala)响应很差,因此能够实现对D-Ala的特异性识别与定量检测。3.研究了基于L-谷氨酸氧化酶/金钯纳米合金/氯化血红素-还原氧化石墨烯构建的生物传感界面与L-谷氨酸或D-谷氨酸(L-或D-Glu)的相互作用。修饰电极的构建过程如下,首先将化学还原法制备的氯化血红素-还原氧化石墨烯复合材料滴涂在玻碳电极表面,然后采用恒电位法制备金钯纳米合金材料,最后利用Au-S、Au-N键和静电吸附作用结合L-谷氨酸氧化酶,从而构建了酶生物传感界面。扫描SEM、EDS、紫外-可见(UV-Vis)、CV和EIS对电极修饰材料和电极修饰过程进行研究。由于L-谷氨酸氧化酶能特异性催化L-Glu的过程中产生过氧化氢,以鲁米诺为发光探针。实验结果表明,该生物传感器能够对L-Glu产生良好的信号响应,而无法对D-Glu和其它氨基酸产生信号响应,因此该传感器能够实现对L-Glu的有效识别与高灵敏检测。