一種可再生光度探針的製備和應用的製作方法
2023-11-07 13:43:37 1
一種可再生光度探針的製備和應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種可再生光度探針的製備方法及在H2O2的紫外-可見分光光度法檢測中的應用，屬於新型納米功能材料和化學傳感器【技術領域】。本發明利用貴金屬納米材料金@銀核殼納米棒作為人工模擬酶替代過氧化物酶，同時利用的強磁性納米材料作為載體，從而製備了一種成本低、靈敏度高、檢測快速、製備簡單的可重複使用的可再生光度探針。
【專利說明】-種可再生光度探針的製備和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種可再生光度探針的製備和應用。具體是採用具有協同催化作用的 新型納米複合材料製備的可用於檢測雙氧水的光度探針，並利用其強磁特性實現探針的重 複利用，屬於新型納米功能材料與化學傳感器【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 雙氧水（H202)作為一種重要的無機化工產品，是工業領域重要的氧化劑、漂白劑、 脫水劑和消毒劑。同時，它也是生物反應過程中的一種重要的中間物質，如H 202是葡萄糖 在〇2存在下分解氧化的產物。眾所周知，血液中的葡萄糖的檢測是糖尿病的檢測、治療和 控制的至關重要的環節。通常，我們通過檢測H 202來達到間接檢測葡萄糖含量的目的。因 此，H202廣泛應用於化學、生物、環境保護等重多領域，對於H 202的檢測是生物傳感器和分析 化學研究中的重要內容，快速、靈敏地測定其含量，對化學研究及臨床醫藥都意義重大。目 前，檢測H 202的方法主要有電化學方法、螢光光度法、紫外-可見分光光度法、酶聯免疫分析 法等，其中尤以紫外可見分光光度法由於操作簡單、成本較低，而被廣泛應用在分析檢測領 域。這些方法雖然檢測儀器不同，但檢測原理中基本上都會使用過氧化氫酶與H 202的催化 反應來產生檢測信號。
[0003] 過氧化氫酶是過氧化物酶的一種，也是一種天然酶，它以血紅素為輔基，參與生物 體內生理代謝。它們能催化很多反應，是臨床檢驗試劑中的常用酶。過氧化氫酶對H 202具 有高效的催化活性。但由於天然酶在應用中有許多缺點，如製備、純化和貯存昂貴，而且容 易抑制其活性，因此，研究開發人工模擬酶備受關注。
[0004] 棒狀的Au@Ag核殼納米複合材料是一種新型貴金屬納米複合材料，由於其特殊的 棒狀結構，對H 202有很好的催化特性，並且生物相容性好，可被應用到生物分析檢測領域。 另外，鐵基磁性納米材料--C 〇Fe204/rG〇,因其優異的物理和化學性能，可使生化反應的 時間大大縮短，使檢測的通量得到明顯的提高，同時使生物傳感器檢測的靈敏度顯著提 高，使納米粒子在生物傳感器領域的應用具有了更加廣闊的前景。如果將Au@Ag和C 〇Fe204/ rGo共同作用，二者可產生協同催化作用，更大的增強了對H202的催化響應，提高了檢測靈 敏度，實現了模擬酶的作用，而相比天然酶又具有製備簡單、貯存方便、不易失活等優點；同 時，C 〇Fe204/rG〇具有很強的磁性，可以利用磁鐵將複合材料吸附，實現材料的重複利用，更 好的降低檢測成本。因此，Au@Ag和C 〇Fe204/rG〇共同作用，可作為模擬酶應用於H 202分析 檢測中。
[0005] 本發明以C〇Fe204/rG〇為載體吸附Au@Ag，作為模擬酶，催化H 202與TMB顯色系統， 發明了一種可再生的光度探針，利用紫外-可見分光光度法實現了對H202的快速、靈敏檢 測。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的之一在於避免現有檢測方法中使用天然酶而出現的貯存昂貴、製備 複雜等缺點，製備一種人工模擬酶，與TMB共同作為光度探針，利用紫外-可見分光光度法， 實現對H202的快速、靈敏檢測； 本發明的目的之二在於利用製備的人工模擬酶的強磁特性，實現光度探針的可再生重 復使用，更好的降低檢測成本。
[0007] 本發明採用的技術方案如下： 1. 一種可再生光度探針，其特徵在於所述可再生光度探針包括：鐵酸鈷/石墨烯納米 複合材料（C〇Fe20 4/rG〇)、金@銀核殼納米棒複合材料溶膠（AuOAgNRs)和3, 3'，5, 5' -四甲 基聯苯胺（3, 3'，5, 5' -Tetramethylbenzidine，TMB)、去離子水（H20); 所述CoFe204/rGo的製備步驟：將8?12 mg氧化石墨烯超聲分散到25?35 ml無水乙醇 中，依次加入 0.5?1.5 ml 0.2 mol/mL 的 Fe(N03)3 水溶液、0.25?0.75 ml of 0.2 mol/L C〇(N03)2水溶液和2. (Γ3. 0 ml氨水，80°C下攪拌l(Tl4h，然後轉移至高壓反應釜中，180°C 下反應4~6h ;冷卻至室溫後，離心分離，於50°C真空乾燥箱中烘乾，即得C〇Fe204/rG 〇 ; 所述AuOAgNRs的製備步驟：將20mL金納米棒溶液和20mL 0. 05?0. 2 mol/L的十六 烷基三甲基溴化銨（CTAB)溶液混合，在3(T45°C下攪拌，並順序加入3飛mL 0. 1 mol/L的 L-抗壞血酸（AA)溶液、0. 5?1 mL 0. 01 mol/L的AgN03溶液和3?6 mL 0. 1 mol/L的氫氧化 鈉 （NaOH)溶液，停止攪拌，靜置1?3h，離心分離後，加入20mL H20重新分散，製得AuOAgNRs ; 所述可再生探針各部分組成比例為CoFe204/rGo :Au@AgNRs :TMB :H20 =1飛mg : 0. 5^1mL ：0. l^lmg ：2mL ； 所述可再生光度探針的再生步驟：將檢測完畢後的可再生光度探針放於強磁鐵上，2~4 小時後，在管壁上的附著一層黑色吸附物，將上層液棄掉，用H20洗滌管壁上的吸附物，最後 按比例加入0. flmgTMB和2mLH20,即實現光度探針的再生。
[0008] 2.本發明所述的一種可再生光度探針，用於H202的檢測，步驟如下： (1) 將2mL已知濃度的H202標準溶液加入到6 mL、pH=7. (Γ8. 0的乙酸-乙酸鈉緩衝溶 液中，加入2mL可再生光度探針，放置3~4小時後，在520nm處檢測吸光度；根據吸光度與 H202標準溶液濃度之間的關係，繪製工作曲線； (2) 將待測樣品溶液代替H202的標準溶液，按照（1)所述的工作曲線的繪製方法進行檢 測。
[0009] 所述乙酸-乙酸鈉緩衝溶液的濃度為0· lmol/L。
[0010] 本發明的有益成果 (1)本發明所述的可再生光度探針製備簡單，克服了天然酶的諸多缺點，利用紫外-可 見分光光度法實現了對H2o2的快速、靈敏檢測，並利用其強磁特性，實現光度探針的可再生 重複使用，更好的降低檢測成本，具有市場發展前景。
[0011] (2)本發明首次採用C〇Fe204/rG 〇和AuOAgNRs共同作用，製備人工模擬酶，利用二 者的協同催化作用，顯著提高了對H2o 2的催化響應速度，具有重要的科學意義和應用價值。
【具體實施方式】
[0012] 實施例1 CoFe204/rGo的製備 將8 mg氧化石墨烯超聲分散到25 ml無水乙醇中，依次加入0· 5 ml 0· 2 mol/mL的 Fe(N03)yjC溶液、0.25 ml of 0.2 mol/L &)(唚3)2水溶液和 2.0 ml 氨水，80°C下攪拌 10h， 然後轉移至高壓反應釜中，180°C下反應4h ;冷卻至室溫後，離心分離，於50°C真空乾燥箱 中烘乾，即得CoFe204/rGo。
[0013] 實施例2 CoFe204/rGo的製備 將10 mg氧化石墨烯超聲分散到30 ml無水乙醇中，依次加入1 ml 0.2 mol/mL的 ?6(勵3)3水溶液、0.5 1111(^0.2 1&)(勵3)2水溶液和2.50 1111氨水，801：下攪拌1211，然後 轉移至高壓反應釜中，180°C下反應5h ;冷卻至室溫後，離心分離，於50°C真空乾燥箱中烘 幹，即得 CoFe204/rGo。
[0014] 實施例3 CoFe204/rGo的製備 將12 mg氧化石墨烯超聲分散到35 ml無水乙醇中，依次加入1. 5 ml 0· 2 mol/mL的 Fe(N03)yjC溶液、0.75 ml of 0.2 mol/L &)(唚3)2水溶液和 3.0 ml 氨水，80°C下攪拌 14h， 然後轉移至高壓反應釜中，180°C下反應6h ;冷卻至室溫後，離心分離，於50°C真空乾燥箱 中烘乾，即得CoFe204/rGo。
[0015] 實施例4 AuOAgNRs的製備 將20mL金納米棒溶液和20mL 0.05 mol/L的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB)溶液混合， 在30°C下攪拌，並順序加入3 mL 0. 1 mol/L的L-抗壞血酸（AA)溶液、0. 5 mL 0. 01 mol/ L的AgN03溶液和3 mL 0. 1 mol/L的氫氧化鈉 （NaOH)溶液，停止攪拌，靜置lh，離心分離 後，加入20mL H20重新分散，製得AuOAgNRs。
[0016] 實施例5 AuOAgNRs的製備 將20mL金納米棒溶液和20mL 0. 1 mol/L的CTAB溶液混合，在35°C下攪拌，並順序加 入 4 mL 0· 1 mol/L 的 AA 溶液、0· 8 mL 0· 01 mol/L 的 AgN03 溶液和 4 mL 0· 1 mol/L 的 NaOH溶液，停止攪拌，靜置2h，離心分離後，加入20mL H20重新分散，製得AuOAgNRs。
[0017] 實施例6 AuOAgNRs的製備 將20mL金納米棒溶液和20mL 0. 2 mol/L的CTAB溶液混合，在45°C下攪拌，並順序加 入 6 mL 0· 1 mol/L 的 AA 溶液、1 mL 0· 01 mol/L 的 AgN03 溶液和 6 mL 0· 1 mol/L 的 NaOH 溶液，停止攪拌，靜置3h，離心分離後，加入20mL H20重新分散，製得AuOAgNRs。
[0018] 實施例7可再生光度探針的製備 將實施例1和實施例4製備的材料按比例CoFe204/rGo :Au@AgNRs :TMB :H20 =lmg : 0. 5mL :0. lmg :2mL混合在一起，即製得可再生光度探針。
[0019] 實施例8可再生光度探針的製備 將實施例2和實施例5製備的材料按比例CoFe204/rGo :Au@AgNRs :TMB :H20 =3mg : 0· 8mL :0· 5mg :2mL混合在一起，即製得可再生光度探針。
[0020] 實施例9可再生光度探針的製備 將實施例3和實施例6製備的材料按比例CoFe204/rGo :Au@AgNRs :TMB :H20 =5mg :lmL : lmg :2mL混合在一起，即製得可再生光度探針。
[0021] 實施例10可再生光度探針的再生步驟 將實施例1-9製備的可再生光度探針應用於H202的檢測，檢測完畢後，將可再生光度探 針放於強磁鐵上，2小時後，在管壁上的附著一層黑色吸附物，將上層液棄掉，用H20洗滌管 壁上的吸附物，最後按比例加入〇. lmgTMB和2mLH20,即實現光度探針的再生。
[0022] 實施例11可再生光度探針的再生步驟
【權利要求】
1. 一種可再生光度探針，其特徵在於所述可再生光度探針包括：鐵酸鈷/石墨烯納米 複合材料（C 〇Fe204/rG〇)、金@銀核殼納米棒複合材料溶膠（AuOAgNRs)和3, 3'，5, 5' -四甲 基聯苯胺（3, 3'，5, 5' -Tetramethylbenzidine，TMB)、去離子水（H20); 所述CoFe204/rGo的製備步驟：將10 mg氧化石墨烯超聲分散到30 ml無水乙醇中，依 次加入111110.2 111〇1/1^的？6(勵3)3水溶液、0.5 1111(^0.2 1(：〇(勵3)2水溶液和2.50 1111 氨水，80°C下攪拌12h，然後轉移至高壓反應釜中，180°C下反應5h;冷卻至室溫後，離心分 離，於50°C真空乾燥箱中烘乾，製得C 〇Fe204/rG〇 ; 所述AuOAgNRs的製備步驟：將20mL金納米棒溶液和20mL 0. 05?0. 2 mol/L的十六 烷基三甲基溴化銨（CTAB)溶液混合，在3(T45°C下攪拌，並順序加入3飛mL 0. 1 mol/L的 L-抗壞血酸（AA)溶液、0. 5?1 mL 0. 01 mol/L的AgN03溶液和3?6 mL 0. 1 mol/L的氫氧化 鈉（NaOH)溶液，停止攪拌，靜置1?3h，離心分離後，加入20mL H20重新分散，製得AuOAgNRs ; 所述可再生探針各部分組成比例為CoFe204/rGo :Au@AgNRs :TMB :H20 =1飛mg : 0. 5~lmL ：0. l^lmg ：2mL ； 所述可再生光度探針的再生步驟：將檢測完畢後的可再生光度探針放於強磁鐵上，2~4 小時後，在管壁上的附著一層黑色吸附物，將上層液棄掉，用H20洗滌管壁上的吸附物，最後 按比例加入0. flmgTMB和2mLH20,即實現光度探針的再生。
2. 如權利要求1所述的一種可再生光度探針，應用於H202的檢測，步驟如下： 1) 將2mL已知濃度的H202標準溶液加入到6 mL、pH=7. (Γ8. 0的乙酸-乙酸鈉緩衝溶液 中，加入2mL可再生光度探針，放置3~4小時後，在520nm處檢測吸光度；根據吸光度與H20 2 標準溶液濃度之間的關係，繪製工作曲線； 2) 將待測樣品溶液代替H202的標準溶液，按照1)所述的工作曲線的繪製方法進行檢 測； 所述乙酸-乙酸鈉緩衝溶液的濃度為〇. lmol/L。
【文檔編號】G01N21/31GK104122215SQ201410344988
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】張勇, 魏琴, 吳丹, 馬洪敏, 杜斌 申請人:濟南大學