一種含氧化鈦納米片的生物敏感多層膜及其製備方法

2023-05-18 11:09:41

專利名稱：：一種含氧化鈦納米片的生物敏感多層膜及其製備方法
技術領域：
：本發明屬於電化學生物傳感器及其製備
技術領域：
，特別是涉及一種含氧化鈦納米片的生物敏感多層膜及其製備方法。
背景技術：
：電化學生物傳感器具有性能穩定、選擇性高、價格低廉、操作簡便、易微型化等特點，已在臨床診斷、工業控制、食品檢測、藥物分析、環境分析和生物晶片等諸多方面得到廣泛應用。其中利用生物活性物質與電極間的直接電化學(即直接電子傳遞)進行檢測的第三代無試劑電化學生物傳感器更是備受人們關注，是當前電化學生物傳感器研究領域的熱點。但無試劑電化學生物傳感器的靈敏度和應用範圍尚存在一定的局限性，這主要是因為(1)缺少簡便高效的方法對生物活性物質進行固定；(2)大部分生物活性物質(如酶、細胞等)的活性中心在一定程度上被蛋白質所掩蔽，生物活性中心與電極之間的直接電子傳遞比較困難。為了解決上述問題，人們將納米材料引入電化學生物傳感器生物敏感膜中，利用納米材料的比表面積大、表面活性中心多、吸附能力強等優異性質，提高生物敏感膜的響應靈敏度、穩定性及抗幹擾能力等性能指標。氧化鈦是一種具有良好生物相容性的無機材料，它具有價格便宜、環境友好、化學和熱穩定性高等優點，根據製備方法的不同氧化鈦納米材料具有不同的存在形態，如氧化鈦納米粒子、氧化鈦溶膠一凝膠、氧化鈦納米管及氧化鈦納米片等，均已有在生物傳感器中應用的報導。在文獻(l)Electroanalysis,2006，18:379-3卯中，HaiyunLu等人將多孔的氧化鈦溶膠一凝膠與血紅素類蛋白(如肌紅蛋白、血紅蛋白、辣根過氧化物酶等)進行層層組裝構成多層膜，與採用聚離子或納米顆粒進行層層組裝構成的生物敏感膜相比，含氧化鈦溶膠一凝膠的多層膜中具有電化學活性的血紅素類蛋白的濃度更高，催化底物時也具有更高的響應信號，作者分析這與氧化鈦溶膠一凝膠的多孔結構有關。在文獻(2)AdvancedFunctionalMaterials,2007,17:1958-1965中，LingZhang等人將氧化鈦納米片與肌紅蛋白混合溶液滴塗在玻碳電極表面，形成了肌紅蛋白插層氧化鈦納米複合材料修飾的玻碳電極，研究表明插入到氧化鈦層間的肌紅蛋白能夠與電極間進行直接電子轉移，並表現出對底物H202的優良電催化性能。但獲得肌紅蛋白插層氧化鈦結構的條件較苛刻，另外，採用滴塗方式也不易控制肌紅蛋白插層氧化鈦納米複合材料薄膜的厚度。
發明內容本發明的目的在於提供一種含氧化鈦納米片的生物敏感多層膜及其製備方法，是將帶有相反電荷的氧化鈦納米片與生物活性物質通過靜電作用力進行組裝，從而獲得一種新型生物敏感多層膜，該多層膜可用於修飾玻碳電極以構築電化學生物傳感器。本發明生物敏感多層膜是由氧化鈦納米片層與生物活性物質層依次重複疊加構成的，多層膜的組成可描述為(氧化鈦納米片/生物活性物質)n。其中氧化鈦納米片層厚度範圍為1~20nm;生物活性物質為肌紅蛋白，血紅蛋白、細胞色素C中的一種，生物活性物質層的厚度範圍為215nm;n為組裝的(氧化鈦納米片/生物活性物質)膜的層數，取值範圍為18。本發明生物敏感多層膜中氧化鈦納米片的化學組成為Ti^5025';l-S為+4價鈦離子的摩爾分數，S'為氧化鈦納米片所帶負電荷；鈦氧八面體通過共邊形成片狀結構，其厚度為0.6~5nm，徑向尺寸為30500nm。本發明生物敏感多層膜的製備方法是先製備出氧化鈦納米片，然後通過帶相反電荷的氧化鈦納米片和生物活性物質間的靜電作用，依次層層組裝到玻碳電極表面，具體工藝步驟為-將玻碳電極清洗乾淨，然後用N2吹乾；將該電極浸入到2030g/L的聚二烯丙基氯化銨水溶液或聚苯乙烯基磺酸鈉水溶液中1530分鐘後取出，用蒸餾水清洗，用N2吹乾；將該處理過的電極浸入濃度為0.5~2.0g/L的氧化鈦納米片溶膠中15~30分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾；再將該電極浸入到濃度為0.56.0g/L的生物活性物質水溶液中1030分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，完成一層(氧化鈦納米片/生物活性物質)膜的製備；重複以上步驟，製備出(氧化釹納米片/生物活性物質)n多層膜。上述生物活性物質為肌紅蛋白、血紅蛋白、細胞色素C中的一種。生物活性物質的水溶液均採用蒸餾水配製。所述的氧化鈦納米片的製備按照Cs2C(VTi02摩爾比為1/5.2~1/5.5的比例將Cs2C03和Ti02置於瑪瑙研缽中，快速研磨10~30分鐘，將混合粉末放入Al203坩堝中，在馬福爐中以5~10°(2/分鐘的速率升至600~800°C並恆溫加熱1~3小時除去C02;自然冷卻至室溫後將粉末再次用瑪瑙研缽研磨10~30分鐘，在600-800°C煅燒20~30小時；冷卻至室溫後再次重複研磨與煅燒過程，生成非化學計量比的鹼金屬鈦酸鹽CsJl2.x/4口x/4O4(x為0.670.7,口為空位)固體粉末。按照HCl溶液體積/鹼金屬鈦酸鹽固體粉末質量為100-120mL/g的比例，將鹼金屬鈦酸鹽分散到1~3mol/L的HC1水溶液中，攪拌反應15~24小時後抽濾，重複23次，再用蒸餾水清洗固體沉澱至pH值為6.57.0，可得到質子型鈦酸鹽HJl2-x/4口x/4(VH20(x為0.67~0.7，口為空位)。按照四丁基氫氧化銨水溶液體積/質子型鈦酸鹽質量為100~250mL/g的比例將質子型鈦酸鹽分散到0.015-0.025mol/L的四丁基氫氧化銨水溶液中，攪拌反應1015天，將所得懸浮液以7000~10000轉/分鐘的轉速離心2次，每次20~30分鐘，上層半透明液體即為氧化鈦納米片溶膠。本發明多層膜的組裝過程可採用日本島津UV-2501PC型紫外一可見分光光度計進行監測，不同組裝層數的(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)n多層膜的紫外一可見分光光度測試結果如圖l所示。在262.5nm處出現了明顯的氧化鈦納米片的特徵吸收峰，且吸收峰強度隨組裝層數的增加而增加；多層膜中肌紅蛋白的Soret吸收帶出現在410.5nm處，與純肌紅蛋白溶液的吸收帶位置十分接近，並且也同樣隨組裝層數的增加而增加，表明多層膜的組裝過程是連續均勻的。採用日本日立S-4700場發射掃描電鏡可對(氧化鈦納米片/生物活性物質)n多層膜的形貌及厚度進行表徵。(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)7多層膜的截面圖如圖2所示，從圖中可以看出，多層膜厚度較均一，7層膜的平均厚度為3540nm，由此計算出每一(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)膜的厚度為56nm，與文獻中其他無機納米材料與肌紅蛋白組裝的膜相比(見表1)厚度較薄，這使電極一生物活性物質間的電子傳遞及電極一溶液間的離子傳輸限制減小，有利於促進電極反應的快速進行。表1.不同無機納米材料與肌紅蛋白組裝的(無機納米材料/肌紅蛋白)膜厚度tableseeoriginaldocumentpage5注文獻(3)Electroanalysis,2004,16:1121-1131。本發明的效果可以從本發明生物敏感多層膜修飾的電極製作的電化學生物傳感器看出。將本發明生物敏感多層膜修飾的玻碳電極作為工作電極，鉑絲為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極，組成電化學生物傳感器。將該電化學生物傳感器的三電極體系置於pH值為5.0~8.0的磷酸鹽緩衝溶液中，採用上海辰華儀器公司CHI660B型電化學工作站對其進行電化學性能的表徵。(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)n多層膜修飾玻碳電極的電化學循環伏安測試結果如圖3所示，氧化鈦納米片能夠有效促進肌紅蛋白與電極間的直接電子轉移，隨著組裝層數的增加，循環伏安曲線中氧化峰與還原峰強度不斷增大，但增加趨勢有所減緩。(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)3多層膜修飾玻碳電極對H202催化效應的測試結果如圖4所示，隨著底液中H202濃度的增大，循環伏安曲線的還原峰電流也隨之增大，還原峰電流與&02濃度的關係曲線如圖5所示，修飾電極催化&02的線性範圍為1~100Hmol/L，相關係數為0.9997，根據圖5中的曲線斜率計算出多層膜中肌紅蛋白催化H202的靈敏度為0.616A*L/(mol*cm2)。與其它無機納米材料與肌紅蛋白組裝的生物敏感多層膜相比(見表2)，(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)3多層膜修飾電極對H202的催化效率較其它多層膜修飾電極高2~10倍，這說明本發明(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)n多層膜修飾電極對&02具有十分靈敏的響應和高效的催化能力。表2.不同生物敏感多層膜對11202的催化效率(掃描速度:0.1V/S;&02濃度50,1/L)tableseeoriginaldocumentpage5注文獻(4)TheJournalofPhysicalChemistryB,2006,110:2171國2179。文獻(5)TheJournalofPhysicalChemistryB,2005，109:10464-10473。本發明的特點及效果在於本發明利用層層組裝方法製備的含氧化鈦納米片的生物敏感多層膜，不受需固載的生物活性物質分子大小的限制，可以實現多種生物活性物質的固定化且有較大的固定量；由於氧化鈦納米片厚度較薄，因此每一(氧化鈦納米片/生物活性物質)膜的厚度也較薄，並且通過控制組裝層數可以實現多層膜厚度的調控，有利於減小電荷及離子傳遞阻力，實現快速電極反應；此外，本發明生物敏感多層膜修飾的電極具有靈敏的信號響應及高效的催化能力。圖1.不同層數(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)n多層膜的紫外一可見光譜圖。其中，橫坐標一波長，單位為納米(nm);縱坐標一吸光度，無單位。圖2.(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)7多層膜橫截面的場發射掃描電鏡圖。圖3.不同層數(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)n多層膜修飾的玻碳電極的循環伏安圖。其中，橫坐標一電壓，單位為伏特(V)，相對於Ag/AgCl電極；縱坐標一電流，單位為微安(HA)。圖4.(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)3多層膜修飾的玻碳電極在濃度為(a)0，(b)1，(c)5，(d)10，(e)20，(f)40，(g)70和(h)100|amol/L的&02溶液中的循環伏安曲線。其中，橫坐標一電壓，單位為伏特(V)，相對於Ag/AgCl電極；縱坐標一電流，單位為微安0iA)。圖5.(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)3多層膜修飾玻碳電極對&02的催化電流與H202濃度的關係曲線。其中，橫坐標一過氧化氫的濃度，單位為微摩爾/升0iM/L);縱坐標一電流，單位為微安(HA)。具體實施例方式實施例1:A.氧化鈦納米片的製備將3.26g(0.01mol)的Cs2C03和4.16g(0.052mol)的Ti02置入瑪瑙研缽中，快速研磨10分鐘；將混合粉末放入八1203坩堝中，再在馬福爐中以10°<:/分鐘的速率升至800°C恆溫加熱3小時去除C02;冷卻至室溫後將粉末再次用瑪瑙研缽研磨30分鐘，在800。C煅燒30小時。冷卻至室溫後再次重複研磨與煅燒過程，生成非化學計量比的鹼金屬鈦酸鹽CSxTi2.x/4口x/404固體粉末(x為0.7，口為空位)。稱量2.0g鹼金屬鈦酸鹽固體粉末分散到200mL1mol/L的HC1溶液中，攪拌15小時後抽濾，重複3次，用蒸餾水清洗固體沉澱至pH值為7.0,可得到質子型鈦酸鹽HJl2.x/4口x/4(VH20(x為0.7，口為空位)。稱取1g質子型鈦酸鹽分散到200mL0.017mol/L的四丁基氫氧化銨溶液中，攪拌反應10天，將所得懸浮液以10000轉/分鐘的轉速離心2次，每次20分鐘，上層半透明液體即為氧化鈦納米片溶膠，用蒸餾水稀釋至濃度為0.5g/L備用。B.(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)3多層膜的製備將玻碳電極清洗乾淨，然後用N2吹乾；將該電極浸入到20g/L的聚二烯丙基氯化銨水溶液20分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾;將該處理好的電極浸入濃度為0.5g/L氧化鈦納米片溶膠中20分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，再將該電極浸入到濃度為6.0g/L的肌紅蛋白溶液中20分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，完成一層(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)膜的製備；重複以上步驟，可以製備出(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)3多層膜。採用日本島津UV-2501PC型紫外一可見分光光度計對多層膜的組裝過程進行檢測，表明組裝過程是連續均勻的。將本發明(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)3多層膜修飾的玻碳電極作為工作電極，鉑絲為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極，組成電化學生物傳感器。實驗溫度為2(TC，測試體系為pH=6.5的磷酸鹽緩衝溶液。圖3的循環伏安測試結果表明氧化鈦納米片有效地促進了肌紅蛋白與電極之間的直接電子轉移；(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)3多層膜修飾玻碳電極對11202的響應如圖4所示，該修飾電極檢測11202的線性範圍為1~100pmol/L(如圖5所示)，靈敏度為0.616A'L/(mol'cm2);對同一批製備的5支電極，其催化20pmol/L的H202響應電流的相對標準偏差為1.2%，表明(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)3多層膜修飾玻碳電極具有良好的重現性；將修飾電極在4°C放置於空氣中保存兩個月後，測試其對H202的響應，仍保持初始響應信號的81%，同時，肌紅蛋白的直接電化學行為也均能實現。實施例2:A.氧化鈦納米片的製備方法同實施例l。B.(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)5多層膜的製備將玻碳電極清洗乾淨，然後用N2吹乾；將該電極浸入到20g/L的聚二烯丙基氯化銨水溶液10分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾;將該處理好的電極浸入濃度為0.5g/L氧化鈦納米片溶膠中10分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，再將該電極浸入到濃度為2.0g/L的肌紅蛋白溶液中10分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，完成一層(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)膜的製備；重複以上步驟，可以製備出(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)s多層膜。採用日本島津UV-2501PC型紫外一可見分光光度計對多層膜的組裝過程進行檢測表明組裝過程是連續均勻的。將本發明(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)5多層膜修飾的玻碳電極作為工作電極，鉑絲為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極，組成電化學生物傳感器。實驗溫度為2(TC，測試體系為pH=6.5的磷酸鹽緩衝溶液。循環伏安測試結果表明氧化鈦納米片有效地促進了肌紅蛋白與電極之間的直接電子轉移；(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)5多層膜修飾玻碳電極對H202響應的線性範圍為1~80nmol/L，靈敏度為0.565A'L/(mol'cm2);對同一批製備的5支電極，其催化20jamol/L的H202響應電流的相對標準偏差為1.5%，表明(氧化鈦納米片/肌紅蛋白)5多層膜修飾玻碳電極具有良好的重現性；將修飾電極在4°C放置於空氣中保存兩個月後，測試其對H202的響應，仍保持初始響應信號的78%，同時，肌紅蛋白的直接電化學行為也均能實現。實施例3:A.氧化鈦納米片的製備將3.26g(0.01mol)的Cs2C03和4.40g(0.055mol)的TiCb置入瑪瑙研缽中，快速研磨30分鐘；將混合粉末放入Al203坩堝中，再在馬福爐中以5°<:/分鐘的速率升至600°C恆溫加熱3小時去除C02;自然冷卻至室溫後將粉末再次用瑪瑙研缽研磨20分鐘，在70(TC煅燒20小時。冷卻至室溫後再次重複研磨與煅燒過程，生成非化學計量比的鹼金屬鈦酸鹽formulaseeoriginaldocumentpage8(X為0.67，口為空位)固體粉末。稱量2.0g鹼金屬鈦酸鹽固體粉末分散到240mLlmol/L的HCl溶液中，攪拌24小時後抽濾，重複2次，用蒸餾水清洗固體沉澱至pH值為6.5，可得到質子型鈦酸鹽HJl2.x/4口x/4(VH20(x為0.67，口為空位)。稱取1g質子型鈦酸鹽分散到100mL0.02mol/L的四丁基氫氧化銨溶液中，攪拌反應15天，將所得懸浮液以10000轉/分鐘的轉速離心2次，每次30分鐘，上層半透明液體即為氧化鈦納米片溶膠，用蒸餾水稀釋至濃度為1.5g/L備用。B.(氧化鈦納米片/細胞色素C)3多層膜的製備將玻碳電極清洗乾淨，然後用N2吹乾；將該電極浸入到20g/L的聚二烯丙基氯化銨水溶液10分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾；將該處理好的電極浸入濃度為1.5g/L氧化鈦納米片溶膠中IO分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，再將該電極浸入到濃度為2.0g/L的細胞色素C溶液中10分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，完成一層(氧化鈦納米片/細胞色素Q膜的製備；重複以上步驟，可以製備出(氧化鈦納米片/細胞色素C)3多層膜。採用紫外_可見分光光度計對(氧化鈦納米片/細胞色素C)3多層膜的組裝過程進行監測，結果顯示該多層膜在262.5nm處出現了明顯的氧化鈦特徵吸收峰，且吸收峰強度隨組裝層數的增加而增長；多層膜中細胞色素C的Soret吸收帶出現在410.5nm處，與純細胞色素C溶液的吸收帶位置十分接近，並且也同樣隨組裝層數的增加而增加，表明多層膜的組裝過程是連續均勻的。將利用本發明修飾的玻碳電極作為工作電極，鉑絲為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極，組成電化學生物傳感器。實驗溫度為20。C，測試體系為pH=6.0的磷酸鹽緩衝溶液。循環伏安測試表明氧化鈦納米片有效地促進了細胞色素C與電極之間的直接電子轉移；採用循環伏安法檢測(氧化鈦納米片/細胞色素C)3多層膜修飾電極對H202的響應，對11202響應的線性範圍為1100jimol/L，靈敏度為0.495A七/(mohcm2)。對同一批製備的5支電極，其催化20^rnol/L的H202響應電流的相對標準偏差為1.6%，表明(氧化鈦納米片/細胞色素C)3多層膜修飾電極具有良好的重現性；將修飾電極在4°(:放置於空氣中保存兩個月後，測試其對H202的響應，仍保持初始響應信號的80%，同時，細胞色素C的直接電化學行為也均能實現。實施例4:A.氧化鈦納米片的製備方法同實施例3。B.(氧化鈦納米片/血紅蛋白)3多層膜的製備將玻碳電極清洗乾淨，然後用N2吹乾；將該電極浸入到20g/L的聚二烯丙基氯化銨水溶液20分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾;將該處理好的電極浸入濃度為1.5g/L氧化鈦納米片溶膠中20分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，再將該電極浸入到濃度為5.0g/L的血紅蛋白溶液中20分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，完成一層(氧化鈦納米片/血紅蛋白)膜的製備；重複以上步驟，可以製備出(氧化鈦納米片/血紅蛋白)3多層膜。釆用紫外一可見分光光度計對(氧化鈦納米片/血紅蛋白)3多層膜的組裝過程進行監測，結果顯示該多層膜在262.5nm處出現了明顯的氧化鈦特徵吸收峰，且吸收峰強度隨組裝層數的增加而增加；多層膜中血紅蛋白的Soret吸收帶出現在410nm處，與純血紅蛋白溶液的吸收帶位置十分接近，並且也同樣隨組裝層數的增加而增加，表明多層膜的組裝過程是連續均勻的。將本發明(氧化鈦納米片/血紅蛋白)3多層膜修飾的玻碳電極作為工作電極，鉑絲為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極，組成電化學生物傳感器。實驗溫度為20。C，測試體系為pH=6.5的磷酸鹽緩衝溶液。循環伏安法測試表明氧化鈦納米片有效地促進了血紅蛋白與電極之間的直接電子轉移；循環伏安法檢測(氧化鈦納米片/血紅蛋白)3多層膜修飾電極對H202的響應，對H202響應的線性範圍為l~100pmol/L，靈敏度為0.598A-L/(mol'cm2)。對同一批製備的5支電極，其催化20|amol/L的^02響應電流的相對標準偏差為1.7%，表明(氧化鈦納米片/血紅蛋白)3多層膜修飾電極具有良好的重現性；將修飾電極在2T放置於空氣中保存兩個月後，測試其對H202的響應，仍保持初始響應信號的78%，同時，血紅蛋白的直接電化學行為也均能實現。權利要求1.一種含氧化鈦納米片的生物敏感多層膜，其特徵在於，該生物敏感多層膜是由氧化鈦納米片層與生物活性物質層依次重複疊加構成的，多層膜的組成可描述為(氧化鈦納米片/生物活性物質)n。其中氧化鈦納米片層厚度範圍為1～20nm；生物活性物質為肌紅蛋白，血紅蛋白、細胞色素C中的一種，生物活性物質層的厚度範圍為2～15nm；n為組裝的(氧化鈦納米片/生物活性物質)膜的層數，取值範圍為1～8。2.—種如權利要求1所述的含氧化鈦納米片的生物敏感多層膜，其特徵在於，氧化鈦納米片的化學組成為Ti^O/—;l-S為+4價鈦離子的摩爾分數，S—為氧化鈦納米片所帶負電荷；鈦氧八面體通過共邊形成片狀結構，其厚度為0.6~5nm，徑向尺寸為30500nrn。3.—種製備如權利要求1或2所述的生物敏感多層膜的方法，其特徵在於，通過帶有相反電荷的氧化鈦納米片和生物活性物質間的靜電作用，依次層層組裝到玻碳電極表面，工藝步驟為將玻碳電極清洗乾淨，然後用N2吹乾；將該電極浸入到20~30g/L的聚二烯丙基氯化銨水溶液或聚苯乙烯基磺酸鈉水溶液中15-30分鐘後取出，用蒸餾水清洗，用N2吹乾；將該處理過的電極浸入濃度為0.5~2.0g/L的氧化鈦納米片溶膠中1530分鐘後取出，用蒸鎦水衝洗，用N2吹乾；再將該電極浸入到濃度為0.56.0g/L的生物活性物質水溶液中1030分鐘後取出，用蒸餾水衝洗，用N2吹乾，完成一層(氧化鈦納米片/生物活性物質)膜的製備;重複以上步驟，製備出(氧化鈦納米片/生物活性物質)n多層膜。4.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於，所述的生物活性物質為肌紅蛋白、血紅蛋白、細胞色素C中的一種；生物活性物質的水溶液均採用蒸餾水配製。5.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於，所述的氧化鈦納米片的製備按照Cs2CO/Ti02摩爾比為1/5.2~1/5.5的比例將Cs2CCb和Ti02置於瑪瑙研缽中，研磨10~30分鐘，將混合粉末放入Al203坩堝中，在馬福爐中以5~10。C/分鐘的速率升至600~800°C並恆溫加熱1~3小時除去C02;自然冷卻至室溫後將粉末再次用瑪瑙研缽研磨1030分鐘，在60080(TC煅燒2030小時；冷卻至室溫後再次重複研磨與煅燒過程，生成非化學計量比的鹼金屬鈦酸鹽CSxTi2.x/4口x/404固體粉末，x為0.67-0.7,□為空位；按照HCl溶液體積/鹼金屬鈦酸鹽固體粉末質量為100~120mL/g的比例，將鹼金屬鈦酸鹽分散到1~3mol/L的HC1水溶液中，攪拌反應15~24小時後抽濾，重複23次，再用蒸餾水清洗固體沉澱至pH值為6.57.0,得到質子型鈦酸鹽HxTi2.^口x/40rH20，x為0.67-0.7，口為空位；按照四丁基氫氧化銨水溶液體積/質子型鈦酸鹽質量為100~250mL/g的比例將質子型鈦酸鹽分散到0.015~0.025mol/L的四丁基氫氧化銨水溶液中，攪拌反應10~15天，將所得懸浮液以7000~10000轉/分鐘的轉速離心2次，每次2030分鐘，上層半透明液體為氧化鈦納米片溶膠。全文摘要一種含氧化鈦納米片的生物敏感多層膜及其製備方法，屬於電化學生物傳感器及其製備
技術領域：
。該生物敏感多層膜由氧化鈦納米片層與生物活性物質層依次重複疊加構成，製備方法是先製備出氧化鈦納米片，然後通過帶相反電荷的氧化鈦納米片和生物活性物質間的靜電作用，依次層層組裝到玻碳電極表面。本發明利用層層組裝方法製備的含氧化鈦納米片的生物敏感多層膜，不受需固載的生物活性物質分子大小的限制，可以實現多種生物活性物質的固定化且有較大的固定量；通過控制組裝層數可以實現多層膜厚度的調控，有利於減小電荷及離子傳遞阻力，實現快速電極反應；本發明生物敏感多層膜修飾的玻碳電極具有靈敏的信號響應及高效的催化能力。文檔編號G01N27/327GK101393161SQ20081022524公開日2009年3月25日申請日期2008年10月29日優先權日2008年10月29日發明者張亞輝,楊文勝,青謝申請人:北京化工大學