一种甲酸铜纳米材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于纳米材料领域，具体涉及一种甲酸铜纳米材料的制备方法及应用，其制备方法包括以下步骤：1)向缓冲液中依次加入过氧化氢、甲酸铜溶液、胺溶液混合均匀，待其反应结束，得到甲酸铜纳米材料；2)向步骤1)得到的胶体甲酸铜纳米材料中加入稳定剂，使其凝固为水凝胶；所述含甲酸铜的纳米水凝胶材料可作为葡萄糖传感器，用于人体体外尿液葡萄糖的检测；利用糖尿病患者的尿液进行葡萄糖含量的检测，一方面减少患者在采血中带来的伤害，另一方面无需另外提供临床检测样品，仅需患者提供空腹时正常排出的尿液即可进行诊断。常排出的尿液即可进行诊断。常排出的尿液即可进行诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种甲酸铜纳米材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于纳米材料领域，具体涉及一种甲酸铜纳米材料的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]糖尿病是一种慢性代谢疾病，持续的高血糖可能导致患者其他代谢紊乱，更严重者可导致全身组织器官的损害及其功能障碍与衰竭。众所周知，血清中葡萄糖是临床生化检验中的重要指标，可以为糖尿病、高血压以及心脑血管系统等疾病的诊断、治疗用药、病情监测以及疾病预防等方面提供客观依据，但是糖尿病的常规检测是需要对患者进行穿刺采血，采血过程可能会有细菌感染，同时也可能会给糖尿病患者造成身体不适。除糖尿病诊断常规的血检之外，糖尿病患者的体液以及尿液中的葡萄糖含量也高于正常人；因此，为便于糖尿病患者能尽早有效检测体内葡萄糖含量，同时减少患者诊断时的风险。
[0003]目前，葡萄糖敏感型水凝胶的主要时由网状交联的高分子制备而成，其特点为易响应，检测灵敏度高；但是高分子水凝胶制备复杂，成本高，难以大量制备。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术制备了一种含甲酸铜纳米材料的水凝胶，用于人体体外的葡萄糖检测，其具有容易制备，尿液检测灵敏度高，粒径可调节，为糖尿病患者提供一种方便快捷的尿液检测方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种甲酸铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)向缓冲液中依次加入过氧化氢、甲酸铜溶液、胺溶液混合均匀，待其反应结束，得到甲酸铜纳米材料；
[0008]2)向步骤1)得到的胶体甲酸铜纳米材料中加入稳定剂，使其凝固为水凝胶。
[0009]进一步的，所述缓冲液选用磷酸盐缓冲液、乙酸根缓冲液、柠檬酸盐缓冲液及碳酸根缓冲液中的至少一种。
[0010]其中，磷酸盐缓冲液可选自磷酸钠缓冲液、磷酸氢二钠
‑
磷酸二氢钾缓冲液、磷酸二氢钾
‑
氢氧化钠缓冲液、磷酸氢二钠
‑
氢氧化钠等中的至少一种；乙酸缓冲液可选乙酸钠缓冲液；柠檬酸盐缓冲液可选自柠檬酸
‑
氢氧化钠
‑ꢀ
盐酸缓冲液、柠檬酸
‑
柠檬酸钠缓冲液等中的至少一种；碳酸盐缓冲液可选自碳酸钠
‑
碳酸氢钠缓冲液、碳酸钠
‑
氢氧化钠缓冲液等中的至少一种。
[0011]缓冲液可通过调节体系的pH来调节其反应速度，即溶液呈酸性时，体系的反应速度较慢；反之，则反应速度较快。
[0012]进一步的，所述的胺溶液可选用联苯胺、四甲基联苯胺溶液中的至少一种。
[0013]进一步的，步骤1)中反应温度为
‑
5～45℃。优选为25℃，其中25℃反应最快。
[0014]进一步的，所述缓冲液的浓度为10
±
1mM；过氧化氢的浓度为100
±ꢀ
10mM；甲酸铜溶液的浓度为0.05～20mM；胺溶液的浓度为2
±
0.5mM；缓冲液、过氧化氢、甲酸铜、胺溶液的
体积配比为3：1：1：1。
[0015]甲酸铜溶液的浓度可调节该反应的产物一种甲酸铜纳米材料的粒径大小。
[0016]进一步的，所述稳定剂选用纤维素、石墨烯、海藻酸钠、聚乙烯醇、琼脂糖中的至少一种。稳定剂与步骤1)制得的胶体物质的体积比可为1～5： 8。
[0017]本专利技术还进一步提供了上述制备方法制得的含甲酸铜的纳米水凝胶材料的应用，所述含甲酸铜的纳米水凝胶材料可作为葡萄糖传感器，用于人体体外尿液葡萄糖的检测。
[0018]其中，含甲酸铜的纳米水凝胶材料进行葡萄糖检测的方法，包括以下步骤：
[0019]S1：将糖尿病患者尿液与葡萄糖氧化酶水溶液在37℃下孵育10min，将反应产物加入到甲酸铜纳米水凝胶中，使反应产物水凝胶中分散均匀后；
[0020]S2：加入胺溶液进行吸光度检测，观察显色效果。
[0021]进一步的，所述葡萄糖氧化酶水溶液的浓度为10
±
1mg/mL，所述糖尿病患者尿液与葡萄糖氧化酶水溶液的体积比为9：1；所述胺溶液的浓度为 2
±
0.5mM。
[0022]本专利技术提供的甲酸铜纳米材料可为糖尿病患者提供简单快捷的检测方法，利用糖尿病患者的尿液进行葡萄糖含量的检测，一方面减少患者在采血中带来的伤害，另一方面无需另外提供临床检测样品，仅需患者提供空腹时正常排出的尿液即可进行诊断。
[0023]本专利技术具有以下优点：
[0024]1)本专利技术制备甲酸铜纳米水凝胶所选用的原材料价格低廉，环境友好。
[0025]2)本专利技术提供的甲酸铜纳米水凝胶的制备方法简单快捷，可宏量制备。
[0026]3)本专利技术对糖尿病患者尿糖含量检测高效且迅速，在短时间内对不同尿液葡萄糖含量有清晰的色差且吸光度差别明显。
[0027]4)本专利技术操作简单，检测快速准确，只需将尿液滴加至水凝胶上观察待其颜色变化即可。
[0028]5)本专利技术采用体外尿液检测的方法，摒弃传统血检对患者造成的伤害，安全可靠。
附图说明
[0029]图1为甲酸铜纳米材料的制备流程图。
[0030]图2为甲酸铜纳米材料的光学照片。
[0031]图3为甲酸铜纳米材料的TEM图。
[0032]图4为pH＝7时甲酸铜纳米材料的DLS图。该胶体的水合粒径68～78 nm。
[0033]图5为甲酸铜纳米材料水凝胶合成配比光学图片。其中，9:1、8:2、6:4、 4:6、2:8、1:9表示稳定剂：甲酸铜纳米材料的体积配比。
[0034]图6为使用甲酸铜纳米材料进行葡萄糖检测的步骤流程图。
[0035]图7为甲酸铜纳米水凝胶检测过氧化氢的吸光度拟合直线。从图中可以看出，过氧化氢浓度越高吸光度越大。
[0036]图8为甲酸铜纳米水凝胶检测不同浓度的葡萄糖的吸光度拟合曲线。从图中可以看出，葡萄糖浓度越高吸光度越大。
[0037]图9为使用甲酸铜纳米检测糖尿病患者尿液与正常人尿液的光学照片。图中糖尿病患者的尿液显色呈清晰的蓝色，而正常人尿液呈检测物的底色。
[0038]图10为甲酸铜纳米水凝胶检测糖尿病患者尿液与正常人尿液的吸光度对比图。从
图中可以看出，糖尿病患者尿液因葡萄糖含量高而具有较高的吸光度，与正常人尿液的吸光度有明显的差别。
[0039]图11为甲酸铜纳米水凝胶检测葡萄糖的的选择性柱状图。从在图中可以看出，水凝胶对葡萄糖检测的选择性良好。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲酸铜纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)向缓冲液中依次加入过氧化氢、甲酸铜溶液、胺溶液混合均匀，待其反应结束，得到甲酸铜纳米材料；2)向步骤1)得到的胶体甲酸铜纳米材料中加入稳定剂，使其凝固为水凝胶。2.根据权利要求1所述的一种甲酸铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述缓冲液选用磷酸盐缓冲液、乙酸根缓冲液、柠檬酸盐缓冲液及碳酸根缓冲液中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种甲酸铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述缓冲液的浓度为10
±
2mM；过氧化氢的浓度为100
±
10mM；甲酸铜溶液的浓度为0.5～20mM；胺溶液的浓度为2
±
0.5mM；缓冲液、过氧化氢、甲酸铜、胺溶液的体积配比为3：1：1：1。4.根据权利要求1所述的一种甲酸铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述胺溶液选用联苯胺、四甲基联苯胺溶液中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种甲酸铜纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中反应温度为
‑
5～45℃。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭健，周悦，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：