一種抑制過氧化氫的電化學方法技術

本發明專利技術涉及一種抑制過氧化氫的電化學方法。本發明專利技術方法采用金納米顆粒與磁性四氧化三鐵納米粒子的電化學傳感器抑制過氧化氫。該方法操作簡單，穩定性好，且過氧化氫濃度和抑制活性成良好的線性關系。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。本專利技術方法采用金納米顆粒與磁性 四氧化三鐵納米粒子的電化學傳感器抑制過氧化氫。該方法操作簡單，穩定性好，且過氧化 氫濃度和抑制活性成良好的線性關系。
技術介紹
金納米粒子(GNPs)是最穩定的貴金屬納米粒子，由于具有的優異的性能而優于其 他類型的納米粒子，如導電性，生物相容性和催化活性，以及可以大大提高電極表面積而被 應用于電化學傳感器領域(Li XX，Shen LH, Zhang DD, et al. Biosens Bioelectron. 2008 Jim 15; 23 (11): 1624-30)。另外，適當尺寸和功能化的金納米粒子接近酶的氧化還 原中心,作為“納米導線”來增強酶的活性(Willner I，Baron R, ffiliner B. Biosens Bioelectron. 2007 Apr 15;22 (9-10):1841-52; Xiao Y, Patolsky F, Katz E, et al. Science. 2003 Mar 21; 299 (5614) : 1877-81.)。金納米粒子在聚電解質多層膜中也可 顯著改善高密度薄膜電子傳輸特性( Yu AM, Liang ZJ, Cho JH, Caruso F. Nano Lett. 2003 Sep; 3 (9): 1203-7) 納米金顆粒主要是通過化學合成方法，利用物理吸附或 化學連接在電極表面(Zhang SX, Wang N, Yu HJ, et al. Bioelectrochemistry. 2005 Sep;67(1):15-22)。磁性四氧化三鐵納米粒子(FNPs)是一種應用廣泛地應用于組織成像，基因靶 向，蛋白富集和生物傳感器。最近報道了納米四氧化三鐵具有類似過氧化氫酶和Fenton 試劑的性質，其催化活性高，穩定性強，受溫度和PH等影響小，結果表明了其性質要優 于天然存在的酶(Gao LZ, Zhuang J, Nie L, et al. Nature Nanotechnology. 2007 S印;2(9) : 577-83)。已被應用于過氧化氫和葡萄糖的檢測(Zhuang J, Zhang JB, Gao LZ, et al. Materials Letters. 2008 Sep 15;62 (24):3972-4; Wei H, Wang E. Anal Chem. 2008 Mar 15; 80 (6) : 2250-4) 0已有文獻報道，具有類酶性質的納米四氧化三鐵可 以催化還原過氧化氫(hang LH, Zhai YM, Gao N, et al. Electrochem Commun. 2008 0ct;10(10) :1524-6)，并可以檢測其含量的納米材料。此時，納米顆粒通常和導電聚合物復 合，如鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)或聚苯胺(Polyaniline)等。來加快FNPs電 子傳遞的速度及催化效率。活性氧，包括 02_，0H*， 0_，H02*及H202等，是由生物體新陳代謝產生的副產 品，其與機體細胞的許多功能活動及各種疾病密切相關，如癌、腫瘤、動脈硬化、糖尿病、 心腦血栓及衰老等(陳瑗；周玫.自由基醫學基礎與病理生理.北京人民衛生出版社. 2002:12-3)。在有機組織中，許多酶包括超氧化物歧化酶(S0D)，能夠催化清除損害活性氧 自由基。同時，活性氧也在機體的先天免疫能力方面也發揮了重要作用?；钚匝鮼碓从谘?環單核細胞和中性粒細胞中，并作用于革蘭陰性細菌外膜的不飽和脂肪酸，使其發生脂質 過氧化反應，并破壞組織結構。在活性氧中，過氧化氫(H202)是最穩定的物質，并且可以通過 水分子通道擴散穿過生物膜引起蛋白質氧化而遭到破壞，細胞內的H202主要是通過S0D或者過渡態金屬離子催化*02_歧化反應而生成，其機理如如下式a。H202對機體的損傷是通 過Fenton試劑反應生成破壞性極強的活性0H ，機理如下式MYamazaki I，Piette LH, Grover TA. J Biol Chem. 1990 Jan 15;265(2):652-9; Lucas MS, Dias M, Sampaio A, et al. Water Res. 2007 Mar;41 (5) : 1103-9)。因此，生理條件下的過氧化氫濃度和 02_ 和0H 等活性氧的形成和分解密切相關。■02 + 02- ~^ H202 + 02(a)Fe2+ + H202 ——> Fe^ + OH- + OH (b)傳統的高度靈敏的電化學生物傳感器有檢測過氧化氫的報道。他們都在使用基于固定 化氧化還原蛋白，特別是細胞色素C，其很容易被氧自由基還原，并產生一個典型的催化電 流。這些基于蛋白質為基礎的生物傳感器穩定差，受溫度和PH影響較大，同時準備過程也 是相當費時。
技術實現思路
本專利技術提供了 。此方法采用金納米顆粒與磁性四 氧化三鐵納米粒子的電化學傳感器抑制過氧化氫。本專利技術的一個技術方案中，所述的電化學傳感器采用三電極系統玻碳電極為工 作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉬絲為對電極。所述的玻碳電極表面先沉積金納米粒子，后吸附磁性四氧化三鐵納米粒子。所述 的磁性四氧化三鐵納米粒子可以將過氧化氫氧化生成羥基自由基，隨著過氧化氫濃度的升 高，峰電流逐漸減小。本專利技術抑制過氧化氫電化學方法利用磁性四氧化三鐵納米粒子的電化學活性， 并利用其能將過氧化氫轉化成羥基自由基的活性，阻礙其本身在納米金原子上電子傳遞 過程。具體的機理是由于FNPs具有類似Fenton試劑的性質，將過氧化氫氧化生成羥基 自由基。由于羥基自由基會選擇性地占據納米金的活性位點，與完整的平面金原子所有 的d軌道已被電子充滿不同，納米狀的金具有的活性位點可以看做是未充滿的d軌道，所 以，羥基自由基這種中間體就可以占據這些具有活性位點，而影響納米金的催化性質及 導電性，阻礙了電子的傳遞(Nowicka AM, Hasse U, Hermes M, Scholz F. Angew Chem Int Edit. 2010;49(6):1061-3; Anna Maria Nowicka UH, Gustav Sievers, Mikolaj Donten, Zbigniew Stojek, Stephen Fletcher, Fritz Scholz. Angew Chem Int Edit. 2010 ； 49:1-4)。另一方面，羥基自由基與H202的濃度有密切關系，濃度越高，被FNPs催化生 成的自由基就越多，這樣有更多的活性位點被占據，導致峰電流變低。本專利技術抑制過氧化氫的電化學方法采用循環伏安法，測試FNPs/GNPs/GCE復合電 極在過氧化氫存在的條件下，隨著h202濃度的升高，峰電流的變化。本專利技術抑制過氧化氫的電化學方法操作簡單，穩定性好，且過氧化氫濃度和抑制 活性成良好的線性關系。附圖說明圖1是FNPs/GNPs/GCE復合電極在過氧化氫存在的條件下，隨著H202濃度的升高，峰電流逐漸減小的循環伏安圖。 具體實施例方式本專利技術抑制過氧化氫的電化學方法采用沉積金納米粒子與磁性四氧化三鐵本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抑制過氧化氫的電化學方法，其特征在于，采用一種基于沉積金納米粒子與磁性四氧化三鐵納米粒子的電化學傳感器抑制過氧化氫。

【技術特征摘要】
1.一種抑制過氧化氫的電化學方法，其特征在于，采用一種基于沉積金納米粒子與磁 性四氧化三鐵納米粒子的電化學傳感器抑制過氧化氫。2.根據權利要求1所述的抑制過氧化氫的電化學方法，其特征在于，所述電化學傳感 器采用三電極系統玻碳電極為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉬絲為對電極。3.根據權利要求2所述的抑制過氧化氫的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王曉岑，周國亮，于加石，宋威廉，孟書涵，郭紫嫣，
申請(專利權)人：上海市七寶中學，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]