一种血红蛋白-磷酸钴-磷酸铁钴杂化纳米花及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种血红蛋白

【技术实现步骤摘要】
一种血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]血红蛋白作为最广泛研究的氧化还原蛋白，价格低廉，具有与辣根过氧化物酶相似结构的活性中心铁卟啉。由于铁卟啉深埋于珠蛋白内部，难与催化底物直接接触，故血红蛋白催化活性远低于辣根过氧化物酶。研究者们通过将血红蛋白固定于纳米材料，解决血红蛋白催化活性低、易变性等问题，传统的固定方法有吸附法、包埋法、共价键法和交联法。这些方法可一定程度上改善血红蛋白的催化活性、稳定性和可循环性，但从本质上未解决铁卟啉深埋的问题。
[0003]有机
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无机杂化纳米花是以生物酶为基础生长磷酸铜纳米片而形成的三维杂化纳米花，该纳米花结合了酶的高催化活性和专一性，磷酸铜的稳定性，是一种优异的酶固定化技术。然而，酶的绝缘性和磷酸铜差的导电性，难实现电活性中心与电极的直接电子转移，这极大限制有机
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无机杂化纳米花在电化学生物传感器方面的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的问题，提供一种血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花及其制备方法与应用，该纳米花具有血红蛋白固定化稳定、电活性中心裸露度高、电化学性能好的特点，可作为电化学生物传感器敏感材料用于过氧化氢还原。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的制备方法，包括以下步骤：
[0007]在隔绝氧气且持续搅拌的水中，依次加入水溶性淀粉、牛血红蛋白冻干粉、CoSO4溶液、PBS溶液、FeSO4溶液和PBS溶液，静置反应，得到血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花。
[0008]进一步的，水与水溶性淀粉的用量比为10～20mL:0.05～0.2mg。
[0009]进一步的，水与牛血红蛋白冻干粉的用量比为10～20mL:1～10mg。
[0010]进一步的，水与CoSO4溶液的用量比为10～20mL:1.25～5mL，CoSO4溶液的浓度为10mmol/L；
[0011]水与FeSO4溶液的用量比为10～20mL:1.25～5mL，FeSO4溶液的浓度为10mmol/L。
[0012]进一步的，PBS溶液的总用量与水的体积比为1～2:4。
[0013]进一步的，依次加入水溶性淀粉、牛血红蛋白冻干粉、CoSO4溶液、PBS溶液、FeSO4溶液和PBS溶液时，加入每种原料时间隔时间为5～10min。
[0014]进一步的，静置反应的温度为10～25℃，时间为24～72h。
[0015]一种根据如上所述方法制备的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花，形貌呈玫
瑰花状，在磷酸钴纳米花瓣表面垂直生长磷酸铁钴纳米片。
[0016]一种根据如上所述方法制备的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花作为电化学生物传感器敏感材料，在过氧化氢电催化还原的应用。
[0017]进一步的，将质量浓度为1～1.5mg/mL血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花悬浮液与Nafion溶液按照体积比1～2:1混合，取5.0～10μL混合液涂覆在抛光后玻碳电极表面，获得工作电极；采用三电极体系进行过氧化氢电催化还原，参比电极为Ag/AgCl、对电极为铂丝，电位窗口为
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0.7～0.1V。
[0018]进一步的，过氧化氢电催化还原在氮气氛围下进行。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术的一种血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的制备方法，采用血红蛋白为有机组分，钴、亚铁离子溶液为无机组分，水溶性淀粉为分散剂，通过一锅反应法制得血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花，制备工艺简单、原料易得、绿色环保、无需特殊设备，可批量制备。该纳米花呈玫瑰花状，由长方形纳米片指向中心自组装而成，在大的纳米花瓣表面垂直生长小的纳米片，大的比表面积，有利于催化底物是直接接触。纳米花表面具有丰富的电活性中心，其一，血红蛋白四级构象展开，促使电活性中心铁卟啉暴露；其二，钴离子与亚铁离子与血红蛋白相配位，形成可变价态的电活性中心。
[0021]进一步的，水溶性淀粉为分散剂，抑制磷酸盐晶体过快生长，制得的纳米花粒径均一、形貌规整。
[0022]进一步的，保持氮气氛围，防止氧气氧化亚铁离子，生成Fe(OH)3颗粒。
[0023]进一步的，加入牛血红蛋白冻干粉、CoSO4溶液和PBS溶液顺序改变，或间隔时间过长过短，均无法得到本专利技术中的玫瑰花状结构。
[0024]进一步的，PBS溶液未分批次加入，或滴加速度过快，均无法得到本专利技术中的大纳米花瓣表面垂直生长小纳米片的结构。
[0025]本专利技术的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花能够作为电化学生物传感器敏感材料，在过氧化氢电催化还原中应用。利用铁钴离子之间的协同作用，不仅促进电活性中心与催化底物之间的电子交换，同时提高有机
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无机杂化纳米花本征导电性，加快了电活性中心和电极之间的电子传输。所述敏感材料电化学性能优异，可高效催化过氧化氢还原生成水，易回收、无毒、无污染，在电化学生物传感器领域具备应用前景。
附图说明
[0026]图1为实施例3制备得到的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的XRD图；
[0027]图2为实施例3制备得到的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的EDS图；
[0028]图3为实施例3制备得到的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的SEM图；
[0029]图4为实施例3制备得到的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的TEM图；
[0030]图5为实施例6测试所得的过氧化氢浓度与还原峰电流值之间的关系曲线。
[0031]图6为实施例6测试所得的过氧化氢浓度与还原峰电流值之间的关系曲线。
具体实施方式
[0032]通过具体实施例对本专利技术进行说明，但本专利技术并不局限于此。以下将对本专利技术提
供的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花及其对过氧化氢电催化还原的应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在隔绝氧气且持续搅拌的水中，依次加入水溶性淀粉、牛血红蛋白冻干粉、CoSO4溶液、PBS溶液、FeSO4溶液和PBS溶液，静置反应，得到血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花。2.根据权利要求1所述的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的制备方法，其特征在于，水与水溶性淀粉的用量比为10～20mL:0.05～0.2mg。3.根据权利要求1所述的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的制备方法，其特征在于，水与牛血红蛋白冻干粉的用量比为10～20mL:1～10mg。4.根据权利要求1所述的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的制备方法，其特征在于，水与CoSO4溶液的用量比为10～20mL:1.25～5mL，CoSO4溶液的浓度为10mmol/L；水与FeSO4溶液的用量比为10～20mL:1.25～5mL，FeSO4溶液的浓度为10mmol/L。5.根据权利要求1所述的血红蛋白
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磷酸钴
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磷酸铁钴杂化纳米花的制备方法，其特征在于，PBS溶液的总用量与水的体积比为1～2:4。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：高娇娇，高晓明，张婷，
申请(专利权)人：延安大学，
类型：发明
国别省市：