[发明专利]一种实现一锅法葡萄糖显色检测的新策略

说明书

本发明涉及纳米材料、催化及分析化学领域，具体包括一种实现一锅法葡萄糖显色检测的新策略。该方法利用牛血清蛋白的纳米结构特征及其官能团的性质，将牛血清蛋白与二价钴离子混合，加入硼氢化钠后常温反应在牛血清蛋白的稳定作用下生成四氧化三钴纳米球。该方法以生物材料为模板，制备工艺简单，反应条件温和环保，纳米结构易控。该材料的优势在于同时具有仿酶催化特性、磁性及表面可修饰的官能团，基于此优势可以快捷地修饰葡萄糖氧化酶并用于可回收的葡萄糖显色检测。本专利另一重要优势在于利用葡萄糖氧化酶在四氧化三钴纳米球表面的固定化改变葡萄糖氧化酶的活性pH范围，从而实现一锅法显色分析。专利所涉及纳米材料在分析化学、环境工程和催化领域有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米材料、催化及分析化学领域，具体包括一种实现一锅法葡萄糖显色检测的新策略。

背景技术

近年来，四氧化三钴作为一种具有重要工业用途的金属氧化物，已经引起了各领域的广泛关注。科研人员利用多种方法合成了纳米级四氧化三钴，凭借其独特的结构和性能，将其广泛应用在了电池、电容器、免疫分析、催化等领域。Wei等人在《Microwave-Assisted Synthesis of Mesoporous Co₃O₄ Nanoflakes for Applications in LithiumIon Batteries and Oxygen Evolution Reactions》一文中利用微波热液和低温转换法合成了多孔Co₃O₄纳米片，并将其用于电池(ACS Applied MaterialsInterfaces 2015,7,3306-3313)。Rao等人在《Ultralayered Co₃O₄ for High-Performance SupercapacitorApplications》一文中利用水热法合成了Co₃O₄纳米片，并将其用于电容器(The Journal ofPhysical Chemistry C 2011,115,15646-15654)。Zhang等人在《Co₃O₄ Nanoparticleswith Multi-Enzyme Activities and Their Application in ImmunohistochemicalAssay》一文中利用共沉淀法合成了Co₃O₄纳米粒子，并将其用于免疫分析(ACS AppliedMaterialsInterfaces 2014,6,1959-1970)。Yuichi等人在《MorphologyEffects of Co₃O₄Nanocrystals Catalyzing CO Oxidation in a Dry Reactant Gas Streamw》一文中利用水热法合成了Co₃O₄纳米晶体，并将其用于催化(Catalysis ScienceTechnology 2011,1,920-922)。He等人在《Peroxidase-Like Activity of Co₃O₄ Nanoparticles Used forBiodetection and Evaluation of Antioxidant Behavior》一文中利用水热法合成了Co₃O₄纳米粒子，并将其用催化(Nanoscale 2016,8,5938-5945)。Tang等人在《Porous Co₃O₄Nanorods-Reduced Graphene Oxide with Intrinsic Peroxidase-Like Activity andCatalysis in the Degradation of Methylene Blue》一文中利用水热法合成了多孔Co₃O₄纳米棒，并将其用于催化(ACS Applied MaterialsInterfaces 2013,5,3809-3815)。而这些四氧化三钴的合成条件法要求较高且形貌难以控制，因此探索高效的四氧化三钴合成方法是一项富有意义的工作。本实验拟以牛血清蛋白(BSA)为生物模板可控合成具有较好的单分散性良好、具有最优的磁性能和仿酶活性的Co₃O₄ NPs。