一种g-C3N4-MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测谷胱甘肽制造技术

本发明专利技术公开了一种g‑C3N4‑MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测谷胱甘肽。通过在纸基上生长g‑C3N4‑MnO2纳米复合材料、制备g‑C3N4‑MnO2‑GSH传感器，利用MnO2对GSH的特异性选择及g‑C3N4‑MnO2纳米复合材料和g‑C3N4‑MnO2‑GSH传感器灵敏的光电流响应，实现了对GSH的超灵敏检测。该传感体系与其他传统方法相比，有效的降低了GSH的检测限，且操作简单，检测效率高。

Ultrasensitive Photoelectrochemical Detection of Glutathione in g-C3N4-MnO2 Nanocomposites

The invention discloses a photoelectrochemical method for ultra-sensitive detection of glutathione in G C3N4 MnO2 nanocomposites. By growing g_C3N4_MnO2 nanocomposites on paper and fabricating g_C3N4_MnO2_GSH sensor, the sensitive photoelectric response of g_C3N4_MnO2 nanocomposites and g_C3N4_MnO2_GSH sensor is realized by using the special selection of MnO2 to GSH and the sensitive photoelectric response of g_C3N4_MnO2_GSH sensor. Compared with other traditional methods, this sensor system effectively reduces the detection limit of GSH, and has simple operation and high detection efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种g-C3N4-MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测谷胱甘肽
本专利技术涉及谷胱甘肽检测
，更具体地说是一种g-C3N4-MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测谷胱甘肽（GSH）。。
技术介绍
电致化学发光（ECL）是一种介于电化学和化学发光的方法，由于其简单易操作、低成本、高灵敏性的特点，在分析和临床医学中已经成为了一种重要的强有力的分析方法。更重要的是，ECL优于其他分析方法，因为它不需要光源，结果呈现在一个简单的仪表，低背景或零背景信号。纳米复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上相互取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原先各种组成材料的性能，因而满足各种不同的要求。谷胱甘肽是一种三肽(L-γ-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸)化合物,它广泛分布于动物、植物、谷物和油料种子中,它在细胞中的功能之一就是抵御各种毒素和致癌剂，有研究表明：谷胱甘肽在小肠中能被完全吸收，并且某些上皮细胞能利用外源谷胱甘肽来去毒，这说明膳食中的谷胱甘肽决定着人体中细胞受损的程度。除作为抗毒剂外，谷胱甘肽还对一些巯基酶有激活作用，可作为保护酶和其他蛋白巯基的抗氧化剂，在生物氧化、氨基酸转运、保护血红蛋白等过程中起一定作用。另外，最近研究还发现谷胱甘肽具有抑制艾滋病毒的作用。因此研究谷胱甘肽对人类的健康和生活具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供了一种在纸芯片上建立灵敏度高、特异性强的光致电化学分析检测方法，该方法可以在绝大多数实验室中轻易实现而不需要复杂繁琐的大型设备支持。具体制备方案如下：（1）设计纸芯片：在计算机上利用AdobeIllustratorCS4软件设计微流控纸芯片的疏水蜡批量打印图案，式样如附图所示，该微流控纸芯片包括外部蜡打印的疏水区和内部亲水工作区，单个单元尺寸为30×30mm，亲水区域直径尺寸为10mm，通道尺寸为6.5×8mm，所用纸芯片为色谱纸；（2）制备花状金纳米粒子：量取80mL超纯水并加热至90℃，加入0.8mL质量分数为1%的氯金酸溶液，继续加热至96℃并保温1min，加入2.8mL质量分数为1%的柠檬酸钠，96℃下保温8min得到金种子溶液，量取20μL得到的金种子溶液滴加在工作区域，静置晾干，重复三次；室温下分别量取100μL200mmol/L的抗坏血酸溶液，100μL质量分数为1%的氯金酸溶液，量取20μL上述混合溶液滴加到修饰有金种子的工作区域，静置30min，用超纯水冲洗3次；（3）制备g-C3N4纳米片：称取20g三聚氰胺放入带盖的氧化铝坩埚中并于600°C马弗炉内加热2h，加热速率为3°C·min-1，反应完毕后，产生黄色g-C3N4粉末；称取50mg黄色g-C3N4粉末分散于50mL超纯水中，超声处理10h；（4）制备g-C3N4-MnO2纳米复合材料并进行光电检测：：量取250μLg-C3N4纳米片溶液加入到2.5mL0.1MpH6.0的2-（N-吗啉代）乙磺酸缓冲液中得到混合溶液，量取1ml10mM的KMnO4溶液，10ml的超纯水加入到混合溶液中，超声处理30min，形成棕色胶体，离心收集g-C3N4-MnO2纳米复合材料并用超纯水洗涤3次，将离心所得的产物分散于10mL超纯水中；量取20μL上述溶液滴加到步骤2所得含有花状金纳米粒子的纸芯片工作区域表面，静置30min，用超纯水冲洗3次；将含有g-C3N4-MnO2纳米复合材料的纸芯片与工作电极相连，置于PH7.4的PBS溶液中，利用三电极体系收集产生的光电流信号；（5）制备g-C3N4-MnO2-GSH传感器并进行光电检测：量取10μL的g-C3N4-MnO2纳米复合物溶液、10μL的GSH于1.5mL离心管中混合，孵育7min后，量取适量超纯水将上述混合溶液稀释至250μL并充分混合；量取20μL上述溶液滴加到步骤2所得含有花状金纳米粒子的纸芯片工作区域表面，静置30min，用超纯水冲洗3次；将含有g-C3N4-MnO2-GSH纳米复合材料的纸芯片与工作电极相连，置于PH7.4的PBS溶液中，利用三电极体系采集光电信号；（6）光电信号分析：结合步骤4、5所得的光电信号，分析计算待测溶液中GSH的含量。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术成本低廉、实验操作简单，反应条件容易控制；（2）相比于传统的玻碳电极和玻璃电极，纸基材原料丰富、质量轻、廉价、易折叠、可降解；（3）纸基传感器柔韧灵活，携带方便，可以剪裁、弯曲、折叠和可塑，后处理简单，不会对环境造成污染；（4）纸张通常是白色的，背景信号低。附图说明图1为本文的纸芯片设计图。具体实施方式下面对本专利技术的详细实施例进行说明：一种g-C3N4-MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测谷胱甘肽。实施例1（检测水溶液中的GSH）（1）设计纸芯片：在计算机上利用AdobeIllustratorCS4软件设计微流控纸芯片的疏水蜡批量打印图案，式样如附图所示，该微流控纸芯片包括外部蜡打印的疏水区和内部亲水工作区，单个单元尺寸为30×30mm，亲水区域直径尺寸为10mm，通道尺寸为6.5×8mm，所用纸芯片为色谱纸；（2）制备花状金纳米粒子：量取80mL超纯水并加热至90℃，加入0.8mL质量分数为1%的氯金酸溶液，继续加热至96℃并保温1min，加入2.8mL质量分数为1%的柠檬酸钠，96℃下保温8min得到金种子溶液，量取20μL得到的金种子溶液滴加在工作区域，静置晾干，重复三次；室温下分别量取100μL200mmol/L的抗坏血酸溶液，100μL质量分数为1%的氯金酸溶液，量取20μL上述混合溶液滴加到修饰有金种子的工作区域，静置30min，用超纯水冲洗3次；（3）制备g-C3N4纳米片：称取20g三聚氰胺放入带盖的氧化铝坩埚中并于600°C马弗炉内加热2h，加热速率为3°C·min-1，反应完毕后，产生黄色g-C3N4粉末；称取50mg黄色g-C3N4粉末分散于50mL超纯水中，超声处理10h；（4）制备g-C3N4-MnO2纳米复合材料并进行光电检测：：量取250μLg-C3N4纳米片溶液加入到2.5mL0.1MpH6.0的2-（N-吗啉代）乙磺酸缓冲液中得到混合溶液，分别量取0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10mM的KMnO4溶液，10ml的超纯水加入到混合溶液中，超声处理30min，形成棕色胶体，离心收集g-C3N4-MnO2纳米复合材料并用超纯水洗涤3次，将离心所得的产物分散于10mL超纯水中；量取20μL上述溶液滴加到步骤2所得含有花状金纳米粒子的纸芯片工作区域表面，静置30min，用超纯水冲洗3次；将含有g-C3N4-MnO2纳米复合材料的纸芯片与工作电极相连，置于PH7.4的PBS溶液中，利用三电极体系收集产生的光电流信号；（5）制备g-C3N4-MnO2-GSH传感器并进行光电检测：量取10μL的光电信号最强的g-C3N4-MnO2纳米复合物溶液，10μL0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0mM的GSH于1.5mL离心管中混合，孵育7min后，量取适量超纯水将上述混合溶液稀释至250μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术的目的为一种g‑C3N4‑MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测谷胱甘肽（GSH），其特征是包括以下步骤：（1）设计纸芯片；（2）制备花状金纳米粒子；（3）制备g‑C3N4纳米片；（4）制备g‑C3N4‑MnO2纳米复合材料并进行光电检测；（5）制备g‑C3N4‑MnO2‑GSH传感器并进行光电检测；（6）光电信号分析。

【技术特征摘要】
1.本发明的目的为一种g-C3N4-MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测谷胱甘肽（GSH），其特征是包括以下步骤：（1）设计纸芯片；（2）制备花状金纳米粒子；（3）制备g-C3N4纳米片；（4）制备g-C3N4-MnO2纳米复合材料并进行光电检测；（5）制备g-C3N4-MnO2-GSH传感器并进行光电检测；（6）光电信号分析。2.根据权利要求1所述的一种g-C3N4-MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测GSH，步骤（1）中所述的设计纸芯片，其特征为：在计算机上利用AdobeIllustratorCS4软件设计微流控纸芯片的疏水蜡批量打印图案，式样如附图所示，该微流控纸芯片包括外部蜡打印的疏水区和内部亲水工作区，单个单元尺寸为30×30mm，亲水区域直径尺寸为10mm，通道尺寸为6.5×8mm，所用纸芯片为色谱纸。3.根据权利要求1所述的一种g-C3N4-MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测GSH，步骤（2）中所述的制备花状金纳米粒子，其特征为：量取80mL超纯水并加热至90℃，加入0.8mL质量分数为1%的氯金酸溶液，继续加热至96℃并保温1min，加入2.8mL质量分数为1%的柠檬酸钠，96℃下保温8min得到金种子溶液，量取20μL得到的金种子溶液滴加在工作区域，静置晾干，重复三次；室温下分别量取100μL200mmol/L的抗坏血酸溶液，100μL质量分数为1%的氯金酸溶液，量取20μL上述混合溶液滴加到修饰有金种子的工作区域，静置30min，用超纯水冲洗3次。4.根据权利要求1所述的一种g-C3N4-MnO2纳米复合材料的光致电化学法超灵敏检测GSH，步骤（3）中所述的制备g-C3N4纳米片，其特征为：称取20g三聚氰胺放入带盖的氧化铝坩埚中并于600°C马弗炉内加热2h，加热速率为3°C·min-1，反应完毕后，产生黄色g-C3N4粉末；称取5...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜梅，冯晓雯，张晶，杨鹏，董晓红，赵悦英，于京华，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37