基于Fe₃O₄-AuNPs磁性复合纳米粒子固定化乙酰胆碱酯酶的磁性电极、制备及应用

摘要

基于Fe₃O₄-AuNPs磁性复合纳米粒子固定化乙酰胆碱酯酶的磁性电极，属于生物传感器技术领域。通过磁力作用将Fe₃O₄-AuNPs磁性纳米粒子修饰于磁性玻碳电极上，并以其为载体固定乙酰胆碱酯酶。首先制备Fe₃O₄-AuNPs，然后制备磁性玻碳电极，滴涂0.10g/L CNTs悬浊液，晾干，然后将MGCE放入Fe₃O₄-AuNPs悬浊液中，吸附，洗涤，晾干后，滴涂戊二醛和AChE。本发明的电极具有良好的导电性能以及电化学性能。

主权项

基于Fe₃O₄‑AuNPs磁性复合纳米粒子固定化乙酰胆碱酯酶的磁性电极AChE/Fe₃O₄‑AuNPs/CNTs/MGCE的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)Fe₃O₄纳米粒子的制备采用化学共沉淀方法制备Fe₃O₄纳米粒子，首先将二次水通氮除氧，将FeCl₃·6H₂O、FeCl₂·4H₂O以及HCl溶解于除氧后的二次水中，再将其逐滴加入到80℃不断搅拌的1.5mol/L的NaOH溶液中，熟化1h后，用二次水清洗，磁铁分离，最后将Fe₃O₄分散在二次水中待用，其中通氮除氧的二次水、FeCl₃·6H₂O、FeCl₂·4H₂O、HCl、NaOH溶液、分散用的二次水的用量比例分别为(15～30mL)：(4～6g)：(3～5g)：(0.5～1mL)：250mL：100mL；(2)Fe₃O₄‑AuNPs的制备将Fe₃O₄悬浊液超声5min后，加入0.01mol/L的氢氧化四甲基铵溶液和0.2mol/L的盐酸羟胺溶液，放入恒温水浴中，加热至80℃，搅拌，2h内逐滴加入质量浓度0.1％的HAuCl₄，再增量性加入15mmol/L柠檬酸钠，搅拌4h，颜色由黑色变成红棕色，整个过程在氮气保护下进行，最后，由磁铁外加磁场将所生成的Fe₃O₄‑AuNPs纳米粒子分离出来，反复用二次水和乙醇冲洗，晾干，用二次水将晾干粉末配成1.00g/L的悬浊液待用，其中Fe₃O₄悬浊液：氢氧化四甲基铵溶液：盐酸羟胺溶液：0.1％HAuCl₄：15mmol/L柠檬酸钠的体积比为5：(80～120)：(1.0～5.0)：(30～50)：(80～120)；(3)、磁性玻碳电极的制备及磁性玻碳电极的修饰将玻碳片用0.5μm氧化铝粉末的悬浊液抛光成镜面，依次在无水乙醇和二次水中超声洗涤，待用；按质量比2:1称取石墨粉和石蜡，加热混匀后灌入内径为5mm的PVC管中，压实，距离PVC管边缘3mm时，放入2个1mm厚的环形磁铁，将金属导线插入管中并穿过环形磁铁，在PVC管的内边缘涂上环氧树脂，将干净的玻碳片放入PVC管的环形磁铁上，并在玻碳片和PVC管的接口处用环氧树脂封闭好，放入烘箱中，90℃烘10min，得到磁性玻碳电极MGCE；用0.5μm氧化铝粉末的悬浊液将磁性玻碳电极MGCE抛光成镜面，接着在无水乙醇和二次水中依次超声洗涤，二次水冲洗后，N₂吹干，滴涂10μL 0.10g/L碳纳米管CNTs悬浊液，室温下自然晾干，然后将磁性玻碳电极MGCE放入Fe₃O₄‑AuNPs悬浊液中，吸附，取出晾干后，用二次水将物理吸附的纳米粒子冲洗掉，晾干后，滴涂2.0μL戊二醛和10μL乙酰胆碱酯酶AChE，室温下晾干，待用，得到磁性电极AChE/Fe₃O₄‑AuNPs/CNTs/MGCE；其中Fe₃O₄‑AuNPs在磁性电极上的吸附量为25.48g/m²。