[發明專利]石墨烯?剝離類水滑石片復合材料固定蛋白修飾電極及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201510341617.4
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104977342B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 詹天榮;康敬霞;王新軍;譚正偉
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/26
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司37241
• 代理人: 萬桂斌

1.一種石墨烯-剝離類水滑石片復合材料固定蛋白修飾電極，其特征在于它包括基底電極層和石墨烯-剝離類水滑石片復合材料固定蛋白層；所述石墨烯-剝離類水滑石片復合材料是由剝離的氧化石墨納米片和剝離的類水滑石片通過靜電相互吸引作用組裝，再經水合肼還原制得；蛋白質通過滴涂法固定在石墨烯-剝離類水滑石片復合材料上形成復合蛋白層；其中石墨烯記為GR，剝離類水滑石片記為ELDH；

所述石墨烯-剝離類水滑石片復合材料固定蛋白修飾電極，其中所述剝離類水滑石片為鈷鋁型；所述蛋白質為牛血紅蛋白，記為Hb；所述基底電極為離子液體修飾碳糊電極，記為CILE；

所述石墨烯-剝離類水滑石片復合材料固定蛋白修飾電極的制備方法，包括以下具體步驟：

(a)ELDH的制備

將二價金屬鹽CoCl₂·6H₂O、三價金屬鹽AlCl₃·6H₂O和尿素按一定摩爾比加入到裝有一定體積去離子水的圓底燒瓶中，總金屬離子濃度為0.15mol/L，60～98℃攪拌回流10～36小時，反應完畢后抽濾，濾餅用蒸餾水洗滌3～5次，室溫下干燥48小時，得到碳酸根插層的LDH；

稱取一定量碳酸根插層的LDH，將其分散于濃度分別為1mol/L的NaCl和3.3mmol/L的HCl混合水溶液中，N₂氣氛下攪拌12小時，抽濾后室溫干燥12小時，得到氯離子插層的LDH；

稱取一定量氯離子插層的LDH，將其分散于濃度為0.1mol/L的NaNO₃的水溶液中，N₂氣氛下攪拌12小時，抽濾后室溫干燥12小時，得到硝酸根插層的LDH；

稱取一定量硝酸根插層的LDH分散于甲酰胺中，使其濃度為1mg/mL，N₂氣氛下攪拌24小時，將該混合液在2000rpm條件下離心10min，棄去沉淀以除去未剝離的產物，得到的澄清液即為剝離產物ELDH膠體；

(b)GR-ELDH復合材料的制備

采用hummer法制備氧化石墨烯，記為GO，并將一定量的GO分散于甲酰胺中，使其濃度為1mg/mL，超聲分散1小時，3000rpm離心10min除去未剝離的GO，得到剝離的GO分散液；將該GO分散液與(a)中所得等體積的ELDH膠體溶液充分混合，室溫密閉條件下攪拌12小時，5000rpm離心10min后，所得棕黑色沉淀重新分散于去離子水中，加入一定量的水合肼于80℃攪拌反應2.5小時，4000rpm離心10min得到GR-ELDH復合材料；

(c)CILE的制備

將石墨粉與離子液體BPPF₆以2:1的質量比加入研缽中，加熱到80℃條件下均勻混合，向該粉末狀混合物中滴加1mL液體石蠟作為粘合劑，再將混合物充分研磨好后填入玻璃管中，管內插入銅絲作為導線，將玻璃管中的固體混合物壓實，得到CILE，使用前將該電極表面打磨光滑；

(d)GR-ELDH復合材料固定蛋白修飾電極的制備

將步驟(b)中得到的GR-ELDH復合材料用去離子水配制成濃度為1mg/mL的漿狀液，取8μL該漿狀液滴涂在步驟(c)中所得的CILE表面，自然晾干后再在電極上滴涂8μL濃度為10mg/mL的Hb水溶液，自然晾干后，繼續滴涂6μL濃度為1.0mg/mL的殼聚糖醋酸CTS溶液，自然干燥后得到CTS/GR-ELDH-Hb/CILE生物修飾電極；

所述石墨烯-剝離類水滑石片復合材料固定蛋白修飾電極的制備方法，其中步驟(a)中所述二價金屬鹽CoCl₂·6H₂O、三價金屬鹽AlCl₃·6H₂O和尿素的摩爾比為2：1：7；一定體積的去離子水為400mL；稱取的碳酸根插層的LDH和氯離子插層的LDH量均為配制濃度為1mg/mL懸浮液所需要的質量；步驟(b)中水合肼的用量與GO等質量；步驟(b)所得的GR-ELDH復合材料由單層的GR和單層的ELDH納米片復合而成，其厚度為0.85-1nm。

2.權利要求1所述一種石墨烯-剝離類水滑石片復合材料固定蛋白修飾電極在制備電化學傳感器方面的應用，其特征在于該修飾電極可用于三氯乙酸的檢測。