基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器及制备制造技术

本发明专利技术涉及一种基于AgNFs‑Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器及制备。将AgNO3溶液与牛血清白蛋白溶液混合，搅拌后加入抗坏血酸溶液，反应得到AgNFs溶液，离心洗涤，再在洗净后的材料中加入H2PtCl6溶液，反应后将溶液离心洗涤得到AgNFs‑Pt溶液，将AgNFs‑Pt溶液滴在电化学传感器工作电极表面，制成基于AgNFs‑Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器。与现有技术相比，本发明专利技术无酶电化学过氧化氢传感器的构建方法简单安全快捷，且具有很高的灵敏度，宽阔的线性检测范围和低检测极限，能够在极低双氧水浓度下检测到信号。同时，组装所需的纳米材料合成方法绿色环保，简单易操作，催化效果良好，可作为一种新型无酶纳米催化材料。

Enzyme-free electrochemical hydrogen peroxide sensor based on AgNFs-Pt nanocomposites and its preparation

【技术实现步骤摘要】
基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器及制备
本专利技术涉及一种过氧化氢传感器，尤其是涉及一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器及制备。
技术介绍
众所周知，糖尿病是一种威胁人类健康的重大疾病。糖尿病作为一种代谢病，具有不可治愈性，尤其糖尿病患者在后期会有一系列并发症，如糖尿病肾病、糖尿病眼部并发症、糖尿病足、糖尿病心血管并发症、糖尿病性脑血管病和糖尿病神经病变等。这些并发症会给患者带来极大的痛苦和极高的致死率，极大地阻碍了人类健康的发展。目前，糖尿病的检测主要是基于葡萄糖氧化酶实现的，这是由于葡萄糖氧化酶在有氧的条件下能将葡萄糖氧化成葡萄糖内酯和过氧化氢，而过氧化氢(双氧水)的检测非常成熟且简单。在当今社会中，癌症也是一种威胁人类生命健康的重大疾病。其中，胃癌是一个常见的恶性癌症之一，虽然近几年来胃癌的死亡率有所降低，但是其发病率在所有的恶性肿瘤中居高不下。另外，胃癌的早期检测比较困难，诊断出胃癌往往是其晚期阶段。我国，每年有20万左右的胃癌病人患病逝去，有约20万的新增患者被诊断为胃癌病人。目前，世界上仍然缺乏有效的手段来诊断并攻克胃癌。医学上主要的诊断手段是胃镜和消化道造影技术，但有创的诊断手段会引起病人身体上的不适，且检测手段耗时较长，价格昂贵。所以，找到一种简单快捷的检测手段对于胃癌的治疗有十分重要的意义。传统的过氧化氢传感器是基于过氧化氢酶实现的。这类传感器具有特异性优异等优点，但是过氧化氢酶作为一类生物酶，不可避免地会在高温、过酸、过碱的环境下失活，在低温条件下活性降低。并且，传统过氧化氢传感器的制备需要大量过氧化氢酶，成本过高。这些缺点极大地限制了传统过氧化氢传感器的商业发展。纳米材料具有比表面积大、导电性好、生物相容性优良等独特物化特性，使其在催化、分析检测以及生物医疗诊断等领域显示出巨大的应用前景。近年来，随着“纳米酶”概念的提出，利用纳米材料催化过氧化氢已成为现实。虽然特异性不好，但是该方法具有高灵敏度、长时间的稳定性、价格便宜、对环境条件要求小等优点，得到了越来越多的关注和发展。据报道，常见的具有催化效果的纳米材料有金、银、铂等。值得一提的是，基于银、铂纳米材料的复合材料的开发和应用是目前的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器及其制备方法与应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器，电化学传感器工作电极用AgNFs-Pt纳米复合材料修饰，即得到基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器。进一步地，所述AgNFs-Pt纳米复合材料包括微米级花形状的AgNFs材料(称之为银微米花)，以及在AgNFs材料花瓣表面生成的铂纳米颗粒。进一步地，所述铂纳米颗粒为纳米级花粉颗粒结构。所述AgNFs-Pt纳米复合材料也称之为银微米花-铂纳米颗粒复合材料。进一步地，所述AgNFs材料表面有一层牛血清蛋白，具有丰富的官能团，特别是-OH和-NH2。进一步地，所述电化学传感器工作电极表面镀有一层金纳米层。进一步地，所述AgNFs-Pt纳米复合材料通过Au-S键连接在金纳米层上。基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器的制备方法，包括以下步骤：(1)将AgNO3溶液与牛血清白蛋白溶液混合，搅拌后加入抗坏血酸溶液，反应，得到AgNFs溶液；(2)将步骤(1)反应得到的AgNFs溶液离心洗涤，再在洗净后的材料中加入H2PtCl6溶液，反应，反应后将溶液离心洗涤得到AgNFs-Pt溶液；(3)将AgNFs-Pt溶液滴在电化学传感器工作电极表面，制成基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器。进一步地，所述电化学传感器工作电极表面打磨成镜面般光滑，然后在所述电化学传感器工作电极表面镀一层金纳米层。进一步地，在干燥的金纳米层表面滴加AgNFs-Pt溶液，干燥后，制成基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器。进一步地，电极在不用的时候放入4℃冰箱里保存。本专利技术提供一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器的具体制备方法，包括以下步骤：(1)在55℃温度下，将AgNO3溶液与BSA溶液混合，适度搅拌十分钟后加入AA溶液，反应半小时即可得到AgNFs溶液。(2)将上述反应得到的AgNFs溶液离心洗涤3次，再在洗净后的材料中加入H2PtCl6溶液，反应半小时后将溶液离心洗涤一次即可得到AgNFs-Pt溶液。(3)在抛光后的玻碳电极表面镀一层金纳米层，将AgNFs-Pt溶液滴在电极表面，待液滴干了后电极表面由金黄变成暗灰色，从而制成基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器。本专利技术还提供基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器的应用，所述基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器可用于制作葡萄糖电化学传感器和/或癌细胞电化学传感器。本专利技术制备了一种基于带花粉颗粒的银微米花的过氧化氢无酶电化学传感器。本专利技术选择银微米花作为载体，在不使用外加的还原剂和稳定剂的情况下，利用置换反应的原理直接在银微米花花瓣的表面生成大小均一的铂纳米颗粒，利用所合成的复合材料(AgNFs-Pt)进一步构建电化学传感器，进而催化双氧水。本专利技术电化学传感器工作电极选择用银微米花-铂纳米颗粒(AgNFs-Pt)的复合材料修饰，这是因为银微米花-铂纳米颗粒的复合材料是基于银微米花为载体，具有超高的导电性；花瓣表面修饰有铂纳米颗粒，具有高效的催化效率；该复合材料合成过程安全环保，是一种绿色合成过程。通过基于带花粉颗粒的银微米花的过氧化氢无酶电化学传感器的成功构建，本传感器能够实现对过氧化氢的检测，从而为后期葡萄糖电化学传感器以及癌细胞电化学传感器的搭建提供基础。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：一、本专利技术中使用的AgNFs-Pt纳米复合材料具有如下的特点：1、银微米花形貌规整，大小均一，花瓣优美，生长在花瓣上的铂颗粒进一步加强了该复合材料的催化作用；2、银微米花表面有一层牛血清蛋白，具有丰富的官能团，特别是-OH和-NH2，这有效的提高了复合材料的水溶性和稳定性。同时，这些功能团可以为进一步修饰(如连接生物酶)提供结合位点。3、制备AgNFs-Pt复合材料的过程，简便快捷，绿色环保。二、基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器的特点：该无酶电化学过氧化氢传感器的构建方法简单安全快捷，且构建好的无酶电化学过氧化氢传感器具有很高的灵敏度，宽阔的线性检测范围和低检测极限，能够在极低双氧水浓度下检测到信号。为制作其他电化学传感器提供了新的思路和方法。附图说明图1.不同材料的SEM，TEM和EDS图。图2.亚甲基蓝“变色”反应紫外监测图谱。图3.过氧化氢催化反应的电流时间曲线以及对应的线性曲线图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。在本专利技术的实施方式中，所用的化学试剂均为分析纯及以上。抗坏血酸(AA)，氯金酸(HAuCl4·4H2O)，氯铂酸(H2PtCl6·6H2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于AgNFs‑Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器，其特征在于，电化学传感器工作电极用AgNFs‑Pt纳米复合材料修饰，即得到基于AgNFs‑Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器。

【技术特征摘要】
1.一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器，其特征在于，电化学传感器工作电极用AgNFs-Pt纳米复合材料修饰，即得到基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器。2.根据权利要求1所述的一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器，其特征在于，所述AgNFs-Pt纳米复合材料包括微米级花形状的AgNFs材料，以及在AgNFs材料花瓣表面生成的铂纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器，其特征在于，所述铂纳米颗粒为纳米级花粉颗粒结构。4.根据权利要求1所述的一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器，其特征在于，所述AgNFs材料表面有一层牛血清蛋白。5.根据权利要求1所述的一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器，其特征在于，所述电化学传感器工作电极表面镀有一层金纳米层。6.根据权利要求5所述的一种基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶电化学过氧化氢传感器，其特征在于，所述AgNFs-Pt纳米复合材料通过Au-S键连接在金纳米层上。7.一种如权利要求1-6中任一项所述基于AgNFs-Pt纳米复合材料的无酶...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，黄志成，章阿敏，张倩，潘少君，崔恒滔，秦琪，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31