电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种电还原氧化石墨烯‑金纳米棒/聚(2,6‑吡啶)二甲酸复合物及其制备方法，并用于鸟嘌呤和腺嘌呤同时测定。该制备方法以氧化石墨烯作为支撑基质，利用静电吸附作用，在氧化石墨烯表面可固定一定量的金纳米棒而制得氧化石墨烯‑金纳米棒复合物；通过π‑π堆积原理，在聚(2,6‑吡啶)二甲酸电聚合膜上，固定氧化石墨烯‑金纳米棒复合物，以此制备的三元复合物再通过电化学方法将氧化石墨烯还原，制得电还原氧化石墨烯‑金纳米棒/聚(2,6‑吡啶)二甲酸。此复合材料对鸟嘌呤和腺嘌呤两种碱基的氧化具有极高的电催化活性，可用于对两种碱基的超灵敏检测。

Electroreduction graphene oxide Gold Nanorods / poly (2,6- pyridine) two formic acid complex and preparation method and application thereof

The invention discloses an electroreduced graphene oxide gold nanorod / poly (2,6 pyridine) two formic acid complex and its preparation method, and is used for simultaneous determination of guanine and adenine. The preparation method uses the graphene oxide as the supporting matrix, and the graphite oxide gold nanorod composite is prepared by immobilization of a certain amount of gold nanorods on the surface of the graphene oxide by electrostatic adsorption. The gold nanoparticles are immobilized on the poly (2,6 pyridine) two formic acid electropolymerization film through the pion accumulation principle. The three element complex was prepared by the method of reducing the graphene oxide by electrochemical method, and the electroreduction of graphene oxide Gold Nanorods / poly (2,6 pyridine) two formic acid was obtained. This composite has extremely high electrocatalytic activity for the oxidation of two bases of guanine and adenine, and can be used for the super sensitive detection of two bases.

【技术实现步骤摘要】
电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物及其制备方法和应用
本专利技术属于分析检测
，具体涉及一种电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶二甲酸)复合物及其制备方案，和将电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶二甲酸)复合物应用于腺嘌呤和鸟嘌呤的超灵敏检测。
技术介绍
腺嘌呤和鸟嘌呤是组成脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的重要碱基。它们在蛋白生物合成和遗传信息储存中起关键作用。其含量的变化会影响体内合成代谢、分解代谢和体内生物酶转换的活性，并由此引起相应的疾病。因此，准确检测腺嘌呤和鸟嘌呤具有非常重要意义。迄今为止，对核酸碱基检测的方法主要有高效液相色谱法，毛细管电泳，流体注射化学发光等，虽然这些方法有它们的独特优势，但需要昂贵的仪器及复杂的样品处理方法，这限制了它们被进一步广泛使用。与之相比，电化学方法因其简单，低消耗，良好的稳定性和灵活性而受到广泛关注。尽管已提出一些检测核酸碱基的电化学方法，但高灵敏的同时检测多碱基仍是一大挑战。贵金属纳米材料，尤其是Pt和Au,因它们具有独特的性质而被广泛研究。作为催化剂，它们可对多种氧化还原反应产生显著的催化活性。在形态方面，它们能被合成为不同的外在形态，包括球形，棒状，核壳结构等。其中，金纳米棒(AuNRs)是微小的棒状外形，由于金纳米棒的各向异性，它拥有许多特殊的功能而被用于临床诊断和环境监测。然而，也因为它的各向异性，它能够发生肩并肩的自聚集。因此，需引入某些支撑基质来提高它的稳定性、分散性及其导电性。石墨烯是一种优良的纳米碳材，结构完整的石墨烯虽然具有优异的导电性、导热性及机械特性等优点，但石墨烯层间由于存在很强的分子间作用力，极易团聚，难分散，相容性差等不足。深度氧化的氧化石墨烯(GO)是石墨烯的一种重要的前驱体，易还原形成石墨烯，由于它的高表面积，低毒性，优良的亲水性和生物兼容性而被广泛应用于电化学生物传感检测技术。此外，氧化石墨烯能被用作二维的支撑基质来固定不同的功能材料。吡啶、吡咯、苯胺和噻吩类杂环化合物可通过电聚合形成不同的功能聚合膜，富含不同官能基团的功能聚合膜有不同的功效。通过组合稳定且灵活的聚合膜与多功能纳米材料，可获得具有特殊化学、电子及电化学性能的特殊材料。
技术实现思路
本专利技术目的：在聚(2,6-吡啶二甲酸)电聚合膜表面，稳定结合以氧化石墨烯作为支撑基质的金纳米棒复合材料；通过电化学方法，绿色还原氧化石墨烯，以此获得具有优良电催化性能的三元复合膜，并用作电化学生物传感修饰膜来同时检测腺嘌呤和鸟嘌呤。本专利技术以氧化石墨烯作为支撑基质，利用静电吸附作用，在氧化石墨烯表面固定一定量的金纳米棒而制得氧化石墨烯-金纳米棒复合物；通过π-π堆积原理，在聚(2,6-吡啶)二甲酸电聚合膜上，固定氧化石墨烯-金纳米棒复合物，以此制备的三元复合物再通过电化学方法将氧化石墨烯还原，制得电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸。本专利技术获得的复合物同时检测腺嘌呤和鸟嘌呤准确度高、灵敏度高。根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物。一种电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物，该材料为在聚(2,6-吡啶二甲酸)电聚合膜表面，稳定结合以氧化石墨烯作为支撑基质的金纳米棒复合材料。在本方案中，氧化石墨烯与聚(2,6-吡啶二甲酸)之间发生π-π堆积效应。在本方案中，金纳米棒通过静电吸附在氧化石墨烯(GO)表面。在本方案中，金纳米棒还能与吡啶环上的N-成键。优选，以上所述的以氧化石墨烯作为支撑基质的金纳米棒复合材料是通过以下过程获得的：(1)金纳米棒(AuNRs)的制备，先在冰浴的NaBH4中还原HAuCl4制备金种溶液，后用抗坏血酸还原HAuCl4，使还原的Au组分在金种表面缓慢生长，获得金纳米棒(AuNRs)溶液；和(2)氧化石墨烯-金纳米棒复合物的制备：将金纳米棒(AuNRs)溶液加入氧化石墨烯(GO)水溶液中，通过静电作用，金纳米棒通过静电吸附在氧化石墨烯(GO)表面，分离，获得氧化石墨烯-金纳米棒复合物。优选，电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物是通过包括以下步骤的方法获得或制备的：(1)金纳米棒(AuNRs)的制备，先在冰浴的NaBH4中还原HAuCl4制备金种溶液，后用抗坏血酸还原HAuCl4，使还原的Au组分在金种表面缓慢生长，获得金纳米棒(AuNRs)溶液；(2)氧化石墨烯-金纳米棒复合物的制备：将金纳米棒(AuNRs)溶液加入氧化石墨烯(GO)水溶液中，通过静电作用，金纳米棒通过静电吸附在氧化石墨烯(GO)表面，分离，获得氧化石墨烯-金纳米棒复合物；(3)聚(2,6-吡啶)二甲酸膜的制备：以2,6-吡啶二甲酸为聚合液，在电解液中，利用循环伏安法，循环扫描，在电极表面聚合成膜，获得聚(2,6-吡啶)二甲酸膜；和(4)电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物的制备：在聚(2,6-吡啶)二甲酸膜的表面固定氧化石墨烯-金纳米棒复合物，在电解液中，利用恒电位法，还原氧化石墨烯，获得电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物。或者说，在本申请中，电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物是通过以下方法制备的，该方法包括以下步骤：(1)金纳米棒(AuNRs)的制备，先在冰浴的NaBH4中还原HAuCl4制备金种溶液，后用抗坏血酸还原HAuCl4，使还原的Au组分在金种表面缓慢生长，获得金纳米棒(AuNRs)溶液；(2)氧化石墨烯-金纳米棒复合物的制备：将金纳米棒(AuNRs)溶液加入氧化石墨烯(GO)水溶液中，通过静电作用，金纳米棒通过静电吸附在氧化石墨烯(GO)表面，分离，获得氧化石墨烯-金纳米棒复合物；(3)聚(2,6-吡啶)二甲酸膜的制备：以2,6-吡啶二甲酸为聚合液，在电解液中，利用循环伏安法，循环扫描，在电极表面聚合成膜，获得聚(2,6-吡啶)二甲酸膜；(4)电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物的制备：在聚(2,6-吡啶)二甲酸膜的表面固定氧化石墨烯-金纳米棒复合物，在电解液中，利用恒电位法，还原氧化石墨烯，获得电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物。根据本专利技术提供的第二种实施方案，提供一种电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物的制备方法。电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)金纳米棒(AuNRs)的制备，先在冰浴的NaBH4中还原HAuCl4制备金种溶液，后用抗坏血酸还原HAuCl4，使还原的Au组分在金种表面缓慢生长，获得金纳米棒(AuNRs)溶液；(2)氧化石墨烯-金纳米棒复合物的制备：将金纳米棒(AuNRs)溶液加入氧化石墨烯(GO)水溶液中，通过静电作用，金纳米棒通过静电吸附在氧化石墨烯(GO)表面，分离，获得氧化石墨烯-金纳米棒复合物；(3)聚(2,6-吡啶)二甲酸膜的制备：以2,6-吡啶二甲酸为聚合液，在电解液中，利用循环伏安法，循环扫描，在电极表面聚合成膜，获得聚(2,6-吡啶)二甲酸膜；(4)电还原氧化石墨烯-金纳米棒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电还原氧化石墨烯‑金纳米棒/聚(2,6‑吡啶)二甲酸复合物，该材料为在聚(2,6‑吡啶二甲酸)电聚合膜表面，稳定结合以氧化石墨烯作为支撑基质的金纳米棒复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物，该材料为在聚(2,6-吡啶二甲酸)电聚合膜表面，稳定结合以氧化石墨烯作为支撑基质的金纳米棒复合材料。2.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于：氧化石墨烯与聚(2,6-吡啶二甲酸)之间发生π-π堆积效应，金纳米棒通过静电吸附在氧化石墨烯(GO)表面。3.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于：所述的以氧化石墨烯作为支撑基质的金纳米棒复合材料是通过以下过程获得的：(1)金纳米棒(AuNRs)的制备，先在冰浴的NaBH4中还原HAuCl4制备金种溶液，后用抗坏血酸还原HAuCl4，使还原的Au组分在金种表面缓慢生长，获得金纳米棒(AuNRs)溶液；和(2)氧化石墨烯-金纳米棒复合物的制备：将金纳米棒(AuNRs)溶液加入氧化石墨烯(GO)水溶液中，通过静电作用，金纳米棒通过静电吸附在氧化石墨烯(GO)表面，分离，获得氧化石墨烯-金纳米棒复合物。4.根据权利要求1所述的复合物，其特征在于：电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物是通过包括以下步骤的方法获得的：(1)金纳米棒(AuNRs)的制备，先在冰浴的NaBH4中还原HAuCl4制备金种溶液，后用抗坏血酸还原HAuCl4，使还原的Au组分在金种表面缓慢生长，获得金纳米棒(AuNRs)溶液；(2)氧化石墨烯-金纳米棒复合物的制备：将金纳米棒(AuNRs)溶液加入氧化石墨烯(GO)水溶液中，通过静电作用，金纳米棒通过静电吸附在氧化石墨烯(GO)表面，分离，获得氧化石墨烯-金纳米棒复合物；(3)聚(2,6-吡啶)二甲酸膜的制备：以2,6-吡啶二甲酸为聚合液，在电解液中，利用循环伏安法，循环扫描，在电极表面聚合成膜，获得聚(2,6-吡啶)二甲酸膜；和(4)电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物的制备：在聚(2,6-吡啶)二甲酸膜的表面固定氧化石墨烯-金纳米棒复合物，在电解液中，利用恒电位法，还原氧化石墨烯，获得电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物。5.电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物的制备方法或制备权利要求1或2中所述电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物的方法，该方法包括以下步骤：(1)金纳米棒(AuNRs)的制备，先在冰浴的NaBH4中还原HAuCl4制备金种溶液，后用抗坏血酸还原HAuCl4，使还原的Au组分在金种表面缓慢生长，获得金纳米棒(AuNRs)溶液；(2)氧化石墨烯-金纳米棒复合物的制备：将金纳米棒(AuNRs)溶液加入氧化石墨烯(GO)水溶液中，通过静电作用，金纳米棒通过静电吸附在氧化石墨烯(GO)表面，分离，获得氧化石墨烯-金纳米棒复合物；(3)聚(2,6-吡啶)二甲酸膜的制备：以2,6-吡啶二甲酸为聚合液，在电解液中，利用循环伏安法，循环扫描，在电极表面聚合成膜，获得聚(2,6-吡啶)二甲酸膜；(4)电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物的制备：在聚(2,6-吡啶)二甲酸膜的表面固定氧化石墨烯-金纳米棒复合物，在电解液中，利用恒电位法，还原氧化石墨烯，获得电还原氧化石墨烯-金纳米棒/聚(2,6-吡啶)二甲酸复合物。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤(2)具体为：将氧化石墨烯(GO)分散于水中，超声处理(处理时间为1-5h，优选为1.5-4h，更优选为2-3h)，获得氧化石墨烯(GO)水溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓克勤，李春香，黄昊文，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43