[發明專利]一種電化學傳感器

無效

• 申請號: 201010510116.1
• 申請日: 2010-10-18
• 公開（公告）號: CN101986148A
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發明（設計）人: 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
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/30;G01N27/38
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 張堅

技術領域

本發明涉及一種基于電沉積金納米粒子（GNPs）與磁性四氧化三鐵納米粒子（FNPs）的電化學傳感器。

背景技術

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?Jun?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,?Willner?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?Sep;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)。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?Oct;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。

傳統的高度靈敏的電化學生物傳感器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，不能重復利用，同時準備過程也是相當費時。

發明內容

本發明提供了一種基于電沉積納米金粒子（GNPs）和磁性四氧化三鐵納米粒子（FNPs）的高靈敏的電化學傳感器，具有良好的穩定性，操作簡單且可重復利用。

本發明電化學傳感器含有沉積金納米粒子和磁性四氧化三鐵納米粒子。

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本發明的一個優選的技術方案中，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，鉑絲為對電極。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。所述的玻碳電極的直徑優選為4.0?mm。

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本發明的一個優選的技術方案中，所述的電化學傳感器的再生可通過大約30s的磷酸鹽緩沖液洗滌并用N₂吹干。

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本發明電化學傳感器通過結合電沉積GNPs和磁性FNPs的技術，構建了一種抑制性過氧化氫(H₂O₂)電化學傳感器。此電化學傳感器沒有用到像其他過氧化氫傳感器中所必須的酶（如細胞色素C，過氧化氫酶，肌紅蛋白等），增加了傳感器的穩定性。

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