NiCo2S4@N,S-rGO纳米材料在葡萄糖可视化检测中的应用制造技术

本发明专利技术提供NiCo2S4@N,S

【技术实现步骤摘要】
NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料在葡萄糖可视化检测中的应用


[0001]本专利技术涉及生物检测
，具体涉及NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料在葡萄糖可视化检测中的应用。

技术介绍

[0002]糖尿病是一种由胰岛素分泌缺陷或胰岛素功能障碍引起的慢性疾病，其特征是高血糖症。严重的糖尿病可导致各种急性和慢性并发症，如心血管疾病、糖尿病酮症酸中毒、肾功能不全、失眠等。国际糖尿病联合会预计，到2035年，全球将有近5.92亿人患有糖尿病。因此及时监测患者的血糖和尿糖水平，对糖尿病的预防和控制具有极其重要的作用。过氧化氢 (H2O2)是调节基本生物过程的重要信号分子之一，而H2O2水平的升高可触发脂质、蛋白质和DNA的不可逆氧化损伤，以及一些疾病，如神经退行性变、糖尿病、阿尔茨海默病，甚至癌症。因此，开发一种快速、灵敏、高效、廉价的过氧化氢和葡萄糖测定方法具有现实意义。
[0003]目前，建立了各种方法检测葡萄糖，如酶方法，葡萄糖仪，电化学非酶法、高效液相色谱(HPLC)、毛细管区电泳、傅里叶变换红外光谱(FT
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IR)等。上述方法存在天然酶储存困难、色谱、光谱、电化学检测前预处理程序复杂、血糖仪灵敏度低等缺点。相对而言，基于辣根过氧化物酶(HRP)的比色法因其简单、快速、背景干扰小、高灵敏度等优点而被广泛关注。该方法首先在存在葡萄糖氧化酶的情况下，通过氧气将葡萄糖分子氧化，得到葡萄糖酸和过氧化氢(H2O2)。然后利用过氧化物酶将H2O2分解成羟基自由基(
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OH)等活性氧簇(ROS)，这些ROS将3,3',5,5'
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四甲基联苯胺(TMB)氧化为3,3',5,5'
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四甲基联苯醌(TMBox)。葡萄糖浓度，H2O2和TMBox的浓度呈现为一次函数的关系。因此，通过测量TMBox在652nm 处的吸光度即可得出葡萄糖的浓度。
[0004]然而，天然的过氧化物酶为辣根过氧化物酶(HRP)，HRP是一种重要的天然酶，制备成本高，在变性、加热或化学变化后不易储存。近年来，具有类过氧化物酶活性的新型纳米酶被开发出来，作为解决上述天然酶的成本高、储存困难等问题的替代品。值得注意的是，它们在葡萄糖和过氧化氢检测中的应用已成为的研究热点。
[0005]自首次引入具有过氧化物酶活性的Fe3O4以来，各种纳米材料被广泛开发为各种比色传感平台，包括金属氧化物、生物碳基材料、具有多孔结构的金属有机框架以及各种纳米杂化物及其衍生物。
[0006]与相应的金属化合物或金属氧化物相比，过渡金属硫化物具有更好的氧化还原性能，被认为是很有前途的纳米酶。Borthakur等人制造了具有固有过氧化物酶样活性的过渡金属硫化物/多孔还原氧化石墨烯基纳米杂化物，并利用Hg(II)抑制纳米酶的特性开发了一种简单的比色传感器。双金属硫化物，特别是NiCo2S4，基于其复杂晶体结构和多价态的高过氧化物酶活性构建比色传感平台是可行的。然而，SSA和较差的导电率影响了NiCo2S4的催化活性和稳定性。已报道的Cu
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Ag/rGO和WS2/rGO等具有类过氧化物酶活性有待进一步提高，对复杂人体液体样品中葡萄糖检测的灵敏度和准确度不是很好，不适合用于复杂人体
液体样品中葡萄糖检测。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供含硫空位的NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料在葡萄糖可视化检测中的应用。
[0008]本专利技术的另一目的是提供一种葡萄糖可视化检测方法。
[0009]本专利技术的另一目的是提供一种葡萄糖可视化检测试剂盒，所述的葡萄糖可视化检测试剂盒包括NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料和显色底物。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料在葡萄糖可视化检测中的应用，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO 纳米材料具有类过氧化物酶活性。
[0012]具体地，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料为NiCo2S4纳米颗粒均匀分散在N，S共掺杂石墨烯片上的复合纳米材料。
[0013]具体地，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO的比表面积(SAA)为120～200m2/g，进一步优选为 130～180m2/g，更进一步优选为140～160m2/g。
[0014]具体地，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料具有多孔结构，孔径为5～10nm，进一步优选为7～9nm。
[0015]根据一些实施方式，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料由Ni(CH3COO)2·
4H2O、 CoCl2·
6H2O、TAA和氧化石墨烯通过煅烧制备得到。
[0016]优选地，所述的煅烧的煅烧温度为280～320℃，例如280℃，290℃，300℃，310℃，320℃。
[0017]优选地，所述的煅烧在N2气氛下进行。
[0018]优选地，所述的煅烧在乙二醇存在的条件下进行。
[0019]优选地，所述的煅烧以3～8℃/min的升温速率升温至所需温度，例如4℃/min，6℃/min， 7℃/min，8℃/min。
[0020]优选地，所述的煅烧的煅烧时间为1～2h。
[0021]优选地，所述的Ni(CH3COO)2·
4H2O、CoCl2·
6H2O、硫代乙酰胺(TAA)和氧化石墨烯 (Go)的投料质量比为(2～5)：(3～8)：(15～20):1。
[0022]进一步地，所述的Ni(CH3COO)2·
4H2O、CoCl2·
6H2O、TAA和氧化石墨烯的投料质量比为(2.5～3.5)：(5～8)：(17～19):1。
[0023]根据一些实施方式，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料的制备方法为：
[0024]将Ni(CH3COO)2·
4H2O、CoCl2·
6H2O和TAA溶解在乙二醇中，在室温下混合得到溶液A，将氧化石墨烯与乙二醇混合得到悬浮液，然后将所得悬浮液缓缓滴加到溶液A中，最终的混合溶液在以3～8℃/min的升温速率升温至280～320℃，的N2气氛下煅烧50～80min。煅烧后所得到的材料用去离子水和乙醇交替洗涤1～5次，在50℃～70℃下烘箱干燥，得到 NiCo2S4@N,S
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rGO为深灰色。
[0025]本专利技术还提供一种葡萄糖可视化检测方法，基于比色法测试葡萄糖，采用 NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料催化葡萄糖氧化产生过氧化氢，同时催化过氧化氢与显色底物之间反应，其中，所述的显色底物为3,3',5,5'...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料在葡萄糖可视化检测中的应用，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料具有类过氧化物酶活性。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料为NiCo2S4纳米颗粒均匀分散在N，S共掺杂石墨烯片上的复合纳米材料，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO的比表面积为120～200m2/g，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料具有多孔结构，孔径为5～10nm。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的NiCo2S4@N,S
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rGO纳米材料由Ni(CH3COO)2·
4H2O、CoCl2·
6H2O、TAA和氧化石墨烯通过煅烧制备得到。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的煅烧的煅烧温度为280～320℃；和/或，所述的煅烧在N2气氛下进行；和/或，所述的煅烧在乙二醇存在的条件下进行；和/或，所述的煅烧以3～8℃/min的升温速率升温至所需温度；和/或，所述的Ni(CH3COO)2·
4H2O、CoCl2·
6H2O、TAA和氧化石墨烯的投料质量比为(2～5)：(3～8)：(15～20):1。5.一种葡萄糖可视化检测方法，其特征在于，基于比色法测试葡萄糖，采用Ni...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学东，张磊，刘婷婷，叶翰章，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：