一种金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法及其应用，所述制备方法包括以下步骤：按照质量比(1.5～2.5):1取石墨粉与离子液体HPPF6，与液体石蜡置于研钵中研磨均匀，得到碳糊，将碳糊填入玻璃电极管中压实，内插铜丝作为导线，得到碳离子液体电极CILE；取6～10μLAuNCs溶液滴涂在CILE表面，室温条件下避光自然晾干，得AuNCs/CILE电极；再取6～10μL 10～20mg mL

【技术实现步骤摘要】
一种金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法及其应用
本专利技术涉及生物化学修饰电极
，尤其涉及一种金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法及其应用。
技术介绍
生化试剂的检测在生物医学法医鉴定和环境科学等应用中起到一个关键作用，高灵敏、经济、微型传感器的发展需要先进的技术和化学、生物、材料科学的基础知识。总的来说，传感器有两个功能化零件特征；一个识别元件用来与目标分析物选择性或特异性结合，一个换能器零件用来把结合反应信号化。当涉及到识别过程的响应时间、信噪比(S/N)选择性、检测限(LOD)时，一个高效的的传感器非常依赖这两个零件。因此设计高效的传感器依赖于新型的材料改进识别和换能过程。TCA，是有机卤素环境污染物之一，广泛应用于农业和公共安全领域，也经常存在于用次氯酸消毒过的饮用水中。对三氯乙酸的毒理学研究表明，三氯乙酸能够导致生物体内的肺肿瘤，也可以造成癌症和影响人类生殖功能。世界卫生组织明确规定水环境中三氯乙酸的安全存在量为100μgL-1。亚硝酸盐是肉制品及其它食品加工过程中常用的一种食品添加剂，它具有抑制肉毒梭状牙孢杆菌，使肉品发色以及增强风味的作用。另外亚硝酸盐还具有发色剂及防腐剂的性能，有利于肉制品长期储存，延长保质期。如果食品中亚硝酸盐含量超过国家标准时，就会产生有毒有害物质，引起食品中毒。由亚硝酸盐引起食物中毒的机率较高，食入0.3～0.5g的亚硝酸盐即可引起中毒甚至死亡。过氧化氢在电子、轻工、食品、环保、医药等领域的应用非常广泛，例如应用于消菌杀毒、纺织品漂白、工业废水处理、化妆品、食品及奶制品生产设备与生产管线的清洗等，但与此同时，过氧化氢也可能会引发各种疾病，给人们的生命健康带来隐患。综上，研发一种修饰电极，对三氯乙酸、亚硝酸盐、过氧化氢这三物质均能快速且准确检测显得尤为重要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法及其应用，制得的修饰电极对三氯乙酸、亚硝酸钠以及过氧化氢电催化还原效果良好，线性范围广，检测限低，灵敏度高，可很好应用于检测这三种物质在目标物中含量。本专利技术采用的技术手段如下：一种金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法，包括以下步骤：S1、按照质量比(1.5～2.5):1取石墨粉与离子液体HPPF6，与液体石蜡置于研钵中研磨均匀，得到碳糊，然后将碳糊填入玻璃电极管中压实，内插铜丝作为导线，得到碳离子液体电极CILE；S2、取6～10μLAuNCs溶液滴涂在CILE表面，室温条件下避光自然晾干，得到AuNCs/CILE电极；S3、再取6～10μL10～20mgmL-1Mb溶液滴涂在AuNCs/CILE电极表面，在室温下避光自然晾干，得到Mb/AuNCs/CILE电极；S4、最后取4～8μL0.3～0.7％Nafion乙醇溶液滴涂在Mb/AuNCs/CILE电极表面，室温下避光晾干后，即得到Nafion/Mb/AuNCs/CILE电极。进一步的，所述S1步骤中，每克离子液体使用500～700μL液体石蜡。进一步的，所述S1步骤中，石墨粉与离子液体HPPF6的质量比为2:1。进一步的，所述S1步骤中，所述研磨时间为2.5h以上。进一步的，所述S1步骤中，所述玻璃电极管内径为4mm。进一步的，所述S3步骤中，Mb溶液浓度为15mgmL-1。进一步的，所述S4步骤中，Nafion乙醇溶液的体积浓度为0.5％。进一步的，所述的金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法，包括以下步骤：S1、取1.6g石墨粉、0.8g离子液体HPPF6与500μL液体石蜡置于研钵中研磨均匀，得到碳糊，然后将碳糊填入玻璃电极管中压实，内插铜丝作为导线，得到碳离子液体电极CILE；S2、取8μLAuNCs溶液滴涂在CILE表面，室温条件下避光自然晾干，得到AuNCs/CILE电极；S3、再取8μL15mgmL-1Mb溶液滴涂在AuNCs/CILE电极表面，在室温下避光自然晾干，得到Mb/AuNCs/CILE电极；S4、最后取6μL0.5％Nafion乙醇溶液滴涂在Mb/AuNCs/CILE电极表面，室温下避光晾干后，即得到Nafion/Mb/AuNCs/CILE电极。本专利技术任一项所述的金纳米笼和肌红蛋白修饰电极用于电催化还原三氯乙酸、亚硝酸钠以及过氧化氢。本专利技术任一项所述的金纳米笼和肌红蛋白修饰电极用于检测三氯乙酸、亚硝酸钠以及过氧化氢。本专利技术所述的金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的检测环境为在pH4.0的磷酸盐缓冲溶液中。本专利技术中，HPPF6为N-己基吡啶六氟磷酸盐，CILE为碳离子液体电极，AuNCs为金纳米笼，Mb为肌红蛋白，Nafion为全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物，TCA为三氯乙酸，NaNO2为硝酸钠，H2O2为过氧化氢，PBS缓冲液为磷酸盐缓冲溶液。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用的AuNCs材料中空、薄壁、且具有表面介孔结构、优良的导电性和生物相容性，AuNCs材料有较大的比表面积，其良好的导电性促进Mb在修饰电极表面的直接电子转移为其电子转移提供快速通道，加快电子转移速率。本专利技术采用分层滴涂制备的Nafion/Mb/AuNCs/CILE在pH4.0PBS中出现了一对峰形良好的氧化还原峰，对TCA、NaNO2以及H2O2电催化还原效果良好，线性范围分别为1.0～14.0mmolL-1，0.5～9.0mmolL-1,以及7.0～15.0mmolL-1，检测限为0.03mmolL-1，线性范围广，检测限低，灵敏度高，可很好应用于检测TCA、NaNO2以及H2O2在目标物中含量。附图说明图1为不同修饰电极在pH4.0的PBS缓冲溶液，扫描速度100mVs-1循环伏安图，其中曲线d为实施例3的Nafion/Mb/AuNCs/CILE修饰电极的循环伏安曲线，曲线c为对比例1的Nafion/Mb/CILE修饰电极的循环伏安曲线，曲线b为对比例3的Nafion/CILE修饰电极的循环伏安曲线，曲线a为对比例2的Nafion/AuNCs/CILE修饰电极的循环伏安曲线；图2为Nafion/Mb/AuNCs/CILE修饰电极在不同扫描速度下的循环伏安图，a到k分别为50,100,200,300,400,500,600,700,800,900mV/s；图3为氧化峰电流(Ipa)和还原峰电流(Ipc)与扫速(υ)的线性关系图；图4为峰电位(Ep)与扫描速度的对数(lnυ)之间的线性关系图；图5为不同pH缓冲溶液中Nafion/Mb/AuNCs/CILE的循环伏安图(a到f：3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0)；图6为电位(E0′)与pH的线性关系；图7为修饰电极在不同浓度TCA存在下的循环伏安图，a到j为1.0,3.0,5.0,7.0,9.0,11.0,13.0,16.0,18.0,20.0mmolL-1，其中插图为还原峰电流与TCA的浓度之间的关系曲线图；图8修饰电极在不同浓度NaNO2存在下的循环伏安图，a到j为1.0,1.5,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0mmolL-1，其中插图为还原峰电流与NaNO2的浓度之间的关系曲线图；图9为修饰电极在不同浓度H2O2存在下的循环伏安图(a到m为7.0,7.5,8.0,8.5,9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按照质量比(1.5～2.5):1取石墨粉与离子液体HPPF6，与液体石蜡置于研钵中研磨均匀，得到碳糊，然后将碳糊填入玻璃电极管中压实，内插铜丝作为导线，得到碳离子液体电极CILE；S2、取6～10μLAuNCs溶液滴涂在CILE表面，室温条件下避光自然晾干，得到AuNCs/CILE电极；S3、再取6～10μL 10～20mg mL

【技术特征摘要】
1.一种金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按照质量比(1.5～2.5):1取石墨粉与离子液体HPPF6，与液体石蜡置于研钵中研磨均匀，得到碳糊，然后将碳糊填入玻璃电极管中压实，内插铜丝作为导线，得到碳离子液体电极CILE；S2、取6～10μLAuNCs溶液滴涂在CILE表面，室温条件下避光自然晾干，得到AuNCs/CILE电极；S3、再取6～10μL10～20mgmL-1Mb溶液滴涂在AuNCs/CILE电极表面，在室温下避光自然晾干，得到Mb/AuNCs/CILE电极；S4、最后取4～8μL0.3～0.7％Nafion乙醇溶液滴涂在Mb/AuNCs/CILE电极表面，室温下避光晾干后，即得到Nafion/Mb/AuNCs/CILE电极。2.根据权利要求1所述的金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，每克离子液体使用500～700μL液体石蜡。3.根据权利要求1所述的金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述研磨时间为2.5h以上。4.根据权利要求1所述的金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述玻璃电极管内径为4mm。5.根据权利要求1所述的金纳米笼和肌红蛋白修饰电极的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，陈玮，翁文举，殷春晓，李晓燕，赵文舒，
申请(专利权)人：海南师范大学，
类型：发明
国别省市：海南,46