[發明專利]一種金納米花修飾的離子液體功能化石墨烯紙電極、其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611174558.7
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106814123B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 肖菲;張艷;肖健;王露
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/327
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒

本發明公開了一種金納米花修飾的離子液體功能化石墨烯紙電極、其制備方法及在對乳腺癌細胞的電化學檢測中的應用。該復合紙電極的電催化活性組分是金納米花，催化劑載體是三維多孔石墨烯骨架。本發明以多巴胺協助一鍋自組裝得到金納米花修飾的離子液體功能化石墨烯復合材料，利用水進行分散抽濾得到功能化石墨烯紙。該方法過程簡單，易控制，可獲得形貌可控的功能化石墨烯產品。由于金納米花/離子液體?石墨烯復合材料中不同組分的獨特結構性質和協同效應，當該功能化石墨烯紙電極用于檢測一種小分子代謝物活性氧自由基?過氧化氫(H₂O₂)時，性能優良。

技術領域

本發明屬于電化學生物傳感器領域，更具體地，涉及一種金納米花修飾的離子液體功能化石墨烯紙電極及其制備方法和應用。

背景技術

癌癥由于其流行率高復發率和潛在的致死率，已成為世界各地醫學界共同面臨的巨大難題。目前可用的癌癥臨床診斷方法主要基于使用計算機斷層掃描的成像技術和細胞形態學分析或組織病理學，通過磁共振成像、X射線、乳房X線照相術、內窺鏡檢查和超聲檢查癌癥等。然而這些臨床醫學診斷技術只有當癌細胞大量增殖、侵襲周圍組織甚至轉移到整個身體才能檢測出癌癥的存在，缺乏必要的敏感性，失去了癌癥早期發現的時機，增加了癌癥治療的難度，降低了癌癥患者的存活率。因此，開發能用于早期癌癥診斷和評價治療效果的新方法刻不容緩。癌癥生物標志物是由腫瘤分泌的特異性分子探針或身體對腫瘤發生的應答。靈敏快速檢測癌癥生物標志物對于原發性癌癥的早期診斷、分類、預后和治療至關重要。過氧化氫(H₂O₂)是線粒體中大多數氧化酶的許多反應的副產物，與體內細胞生長和增殖的調節有關。研究表明，活細胞在刺激下分泌一定量的氧化應激反應誘導的H₂O₂，其通過膜擴散到細胞外以保持細胞內H₂O₂濃度在正常水平。最新的實驗數據證明，由于腫瘤的快速增殖，多種不同類型的腫瘤細胞比正常細胞釋放更多的H₂O₂。因此，活細胞在應激情況下釋放的H₂O₂的水平可作為新一代癌癥生物標志物。研發可用于測定細胞釋放過氧化氫濃度的超靈敏分析檢測方法對于癌癥的檢測具有重要意義。

目前用于檢測H₂O₂的常規分析方法包括滴定法、分光光度法、化學發光法、熒光光譜法、色譜法等。與這些方法相比，電分析方法具有靈敏度高、選擇性好、響應快速、儀器簡單、操作簡便等優勢，被認為是具有廣闊應用前景的分析技術，用于在臨床相關靶的原位，實時體外和體內檢測。組裝電化學傳感器用于電分析測試的核心是開發高性能的電極系統。傳統用于構筑H₂O₂電化學傳感器的電極系統的活性材料是對于H₂O₂有特異性催化能力的酶，如辣根過氧化物酶等。然后酶電極存在著諸多缺點，如穩定性差、價格昂貴、制備過程復雜等缺點，制約其進一步廣泛應用。隨著納米技術的發展，各種具有新型納米結構的材料不斷涌現。特別是貴金屬(如金、鉑、鈀)納米材料，具有高效電子傳輸，良好的化學穩定性和生物相容性，尤其對于H₂O₂的電化學氧化還原反應具有優異的催化性能。以金屬納米材料構筑無酶電化學傳感器的電極系統，可以顯著提高傳感器的靈敏度、選擇性和穩定性。與傳統的酶傳感器相比，基于納米材料的無酶型傳感器穩定性更高，制備過程更簡便，成本更低廉，應用前景更為廣闊。