本发明专利技术提供了一种离子液体包裹金纳米粒子修饰玻碳电极的制备及其对胆固醇的检测。首先，在离子液体两相体系中用硼氢化钠原位还原氯金酸得到离子液体包裹的金纳米粒子，然后将胆固醇氧化酶（ChOx）直接固定在离子液体包裹金纳米粒子复合物材料上，最后将合成的复合材料滴涂到玻碳电极表面呈修饰的玻碳电极。修饰的玻碳电极对胆固醇有好的电化学响应，可用于直接检测胆固醇，本发明专利技术制备的玻碳电极检测胆固醇具有线性范围宽，检测限低的特点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种离子液体包裹金纳米粒子修饰玻碳电极的制备及其对胆固醇的检测。首先，在离子液体两相体系中用硼氢化钠原位还原氯金酸得到离子液体包裹的金纳米粒子，然后将胆固醇氧化酶（ChOx）直接固定在离子液体包裹金纳米粒子复合物材料上，最后将合成的复合材料滴涂到玻碳电极表面呈修饰的玻碳电极。修饰的玻碳电极对胆固醇有好的电化学响应，可用于直接检测胆固醇，本专利技术制备的玻碳电极检测胆固醇具有线性范围宽，检测限低的特点。【专利说明】离子液体包裹金纳米粒子修饰玻碳电极的制备及其对胆固醇的检测
本专利技术涉及一种离子液体包裹金纳米粒子修饰玻碳电极的制备及其对胆固醇的检测。
技术介绍
金纳米粒子由于能够高效的负载酶和保持酶的生物活性，从而在电化学传感领域得到广泛的关注。许多文献报道，粒径小的金纳米粒子能够加速酶催化氧化还原反应中产生的电子转移到电极表面，然而，当金纳米粒子表面没有保护剂或者表面钝化时，金纳米粒子由于高的表面能而容易发生团聚，导致金纳米粒子的催化活性降低，本专利技术用离子液体稳定金纳米粒子，得到粒径小且分散性好的金纳米粒子。离子液体可以作为优异的溶剂用于固定和稳定金属纳米粒子，而且可以提供一个良好的环境用于准可逆的催化过程。酶在离子液体中的催化活性和稳定性比一些有机溶剂高，而且高疏水性的离子液体有益于酶的活性和稳定性。血液中高含量的胆固醇会引起许多疾病，因此，快速、精确、可靠的检测胆固醇有着重大的意义。现有的胆固醇传感器大多是基于酶的生物传感器，而且集中于研究有效的固定酶在固体电极表面，并且能够实现胆固醇氧化酶和电极表面的直接电子转移。但是，支持介质差的相容环境和酶的氧化还原活性位点深埋在蛋白质里，限制了制备的酶传感器的分析效率。因此，研制一种新的基质用于有效的负载酶，而且能够保持酶的生物活性的酶传感器具有很重要的意义。
技术实现思路
基于上述，本专利技术的目的在于提供一种离子液体包裹金纳米粒子修饰玻碳电极的制备方法； 本专利技术另一目的在于用制备的离子液体包裹金纳米粒子修饰玻碳电极来检测胆固醇的方法。本专利技术的目的是这样实现的: 一种离子液体包裹金纳米粒子修饰的玻碳电极制备方法，其步骤是: a.将和HAuC14水溶液等体积混合，加入0.01mol/L的柠檬酸三钠，之后搅拌3 min。慢慢逐滴滴加5 mmol/L的硼氢化钠到混合溶液中,搅拌15 min,静置20 min得到分层的离子液体包裹的金纳米粒子溶胶和水溶液，将水吸出，用蒸馏水洗涤溶胶三次，以除去剩余的柠檬酸三钠； 将胆固醇氧化酶分散到离子液体包裹的金纳米粒子溶胶中，水温控制在25°C?40°C，以免酶失活，超声30min，直到分散均匀，呈稳定的黄黑色分散液，4°C冰箱储存； b.将玻碳电极依次用0.3 μ m、0.05 μ m的三氧化二铝悬浊液抛光成镜面，再依次经体积分数为95 %的乙醇、二次蒸馏水超声清洗后，得到处理后的玻碳电极；将玻碳电极插入含有ImM铁氰化钾探针分子的0.1M氯化钾电解质溶液中，并采用以玻碳电极为工作电极、钼为对电极、饱和的甘汞电极为参比电极的三电极体系进行循环伏安扫描，对裸玻碳电极进行表征；再将电极取出用二次蒸馏水冲洗并吹干，备用； C.在上述处理好的裸玻碳电极上滴涂步骤a得到的储备液，从而制得胆固醇氧化酶离子液体包裹的金纳米粒子修饰的玻碳电极(ChOx-1L-AuNPs/GCE)。制备离子液体包裹金纳米粒子修饰玻碳电极对胆固醇的检测方法，其步骤是: a.以胆固醇氧化酶-离子液体包裹的金纳米粒子修饰的玻碳电极(ChOx-1L-AuNPs/GCE)为工作电极、钼柱为对电极、饱和的甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，并将其共同浸入含有 0，0.1, 0.4, 0.6, 3.0, 5.0, 8.0, 10.0, 20.0, 30.0 和 50.0 μ M 的胆固醇的0.2Μ pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液中进行差示脉冲扫描，得到不同浓度胆固醇的差示脉冲伏安曲线图； e.采用 origin 软件作图，绘制 ChOx-1L-AuNPs/GCE 在浓度为 0，0.1, 0.4，0.6，3.0，5.0，8.0，10.0, 20.0, 30.0和50.0 μ M胆固醇中的差示脉冲伏安曲线和胆固醇的还原峰电流和其浓度与峰电流的比的线性关系图。本专利技术优点和产生的有益效果是: 1、本专利技术用离子液体和水溶液两相体系制备了粒径小，分散性好的离子液体包裹的金纳米粒子，而且制备的离子液体包裹的金纳米粒子对疏水性的分子(二茂铁)有良好的电化学响应。同时离子液体包裹的金纳米粒子能够有效的固定胆固醇氧化酶在固体电极表面，而且能够保持酶的生物活性，实现胆固醇氧化酶和电极表面的直接电子转移。这主要是由于结合了疏水性离子液体和金纳米粒子各自的优点，提高了离子液体包裹金纳米粒子的导电性。表I为本专利技术与现有的胆固醇传感器对胆固醇检测性能的比较: Electrode Linear range (μ M) Detection limit (μ Μ) Electrochemicallymeasured species 全氟磺酸/胆固醇氧化酶/钼纳米-氧化锌/玻碳电极0.5-15 — H202 胆固醇氧化酶/钾掺杂的多壁碳纳米管/玻碳电极 0.05 - 16 0.005 ChOx 二茂铁氧化石墨烯/胆固醇氧化酶/玻碳电极0.5 -46.5 0.1 ChOx 胆固醇氧化酶-功能化石墨烯/石墨电极50 - 350 5.0 ChOx 全氟磺酸/胆固醇氧化酶/金纳米粒子-多壁碳纳米管/玻碳电极10 -500 4.3 ChOx 离子液体胆固醇氧化酶/普鲁士蓝/玻碳电极10 - 400.00 4.4 PB 胆固醇氧化酶离子液体包裹的金纳米粒子/玻碳电极0.1 - 50 0.033 ChOx 从表I可以看出，本专利技术与现有的修饰电极检测胆固醇相比，无论是在线性范围还是 检测限都有更好的检测效果。本专利技术将胆固醇氧化酶分散到离子液体包裹的金纳米粒子溶胶中，将水温控制在25°C?40°C，超过40°C酶会失去活性，小于25°C胆固醇氧化酶不能均匀的分散在离子液体中，并且离子液体的粘度降低，金纳米粒子会发生团聚，因此离子液体不能很好的包裹金纳米粒子，影响胆固醇氧化酶的分散效果。 与传统的修饰电极相比，离子液体包裹金纳米粒子修饰电极能够有效的固定胆固醇氧化酶，而且酶的活性高，稳定性好，可以实现直接的电子转移。离子液体包裹金纳米粒子构筑的修饰玻碳电极对胆固醇的检测具有灵敏度高、重现性好等优点，同时该修饰玻碳电极制备过程简单，能够成为良好的候选材料用于构建相应的酶电极，从而为诊断胆固醇弓I起的疾病提供了 一个方便，且选择性高的方法。【专利附图】【附图说明】 图1为疏水性离子液体相的紫外吸收光谱。图中a.滴加硼氢化钠之前疏水性离子液体 相b.滴加硼氢化钠之后疏水性离子液体相的紫外吸收光谱。插入的图:左图未加NaBH4离子液体相的颜色，右图加NaBH4离子液体相的颜色。图2 (A)疏水性离子液体包裹金纳米粒子溶胶的低倍透射电镜图，(B)疏水性离子液体包裹金纳米粒子溶胶的高倍透射电镜图。图3不同修饰(玻碳)电极在含有0.5 mM 二茂铁的溶液中的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子液体包裹金纳米粒子修饰玻碳电极的制备方法，其步骤是：a. 将[BMIM][PF6] 和HAuCl4水溶液等体积混合，加入 0.01 mol/L的柠檬酸三钠，之后搅拌3 min，慢慢逐滴滴加5 mmol/L的硼氢化钠到混合溶液中，搅拌15 min，静置20 min得到分层的离子液体包裹的金纳米粒子溶胶和水溶液，将水吸出，用蒸馏水洗涤溶胶三次，以除去剩余的柠檬酸三钠； 将胆固醇氧化酶分散到离子液体包裹的金纳米粒子溶胶中，水温控制在25℃～40℃，以免酶失活，超声30min，直到分散均匀，呈稳定的黄黑色分散液，4℃冰箱储存；b. 将玻碳电极依次用0.3μm、0.05μm的三氧化二铝悬浊液抛光成镜面，再依次经体积分数为95 %的乙醇、二次蒸馏水超声清洗后，得到处理后的玻碳电极；将玻碳电极插入含有1mM铁氰化钾探针分子的0.1M氯化钾电解质溶液中，并采用以玻碳电极为工作电极、铂为对电极、饱和的甘汞电极为参比电极的三电极体系进行循环伏安扫描，对裸玻碳电极进行表征；再将电极取出用二次蒸馏水冲洗并吹干，备用；c. 在上述处理好的裸玻碳电极上滴涂步骤a得到的储备液，从而制得胆固醇氧化酶离子液体包裹的金纳米粒子修饰的玻碳电极。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀辉，董明君，刘盼盼，李嘉伟，卢小泉，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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