一種包裹金納米粒子的高鐵血卟啉材料、制備及應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物分析技術領域，具體涉及一種仿生材料、制備及其應用，特別是一 種對過氧化氨高靈敏度檢測的材料、制備及應用。
【背景技術】
[0002] 納米技術的研究發展為納米材料提供了更加廣闊的應用空間，目前主要關注于納 米材料固定生物分子方面。在眾多的納米材料中，金納米粒子W其良好的穩定性、小尺寸效 應、表面效應、光學效應W及特殊的生物親和效應等特點，使其成為光學、電子、催化、生物 醫藥等方面的研究和應用熱點。在電化學方面，利用金納米粒子制備的傳感器選擇性強， 穩定性好且操作方法簡便。金納米顆粒比表面積大，表面自由能高，酶可在其表面得到強 有力的固定，不易滲漏，金溶膠具有很好地生物相容性，并且導電性好，可在酶與電極之間 傳遞電子，顯著提高酶電極的響應靈敏度。在生物醫藥方面，金納米顆粒可W應用于免疫 化學、DNA識別與檢測，作為載體應用于基因治療。另外，由于金納米粒子具有大的比表面 積和良好的生物相容性，可與小分子藥物或者生物大分子進行結合，因此生物功能化的金 納米粒子應用領域不斷拓寬，例如，金納米粒子與聚己帰亞胺結合制備的功能化材料可提 高DNA的結合能力，從而促進DNA在體內的轉染圧ngle;rt,C. ;Ta址ar化,L.;化;rtlieb,M.; Kempe, Κ. ;Gottschaldt, Μ. ;Schubert, U. S. Biomacromolecules2014, 15. 1124-1131.]。聚 己帰亞胺（Polyet的leneimine，PEI)是一種富含亞胺基和胺基、水溶性好的正電性聚合 物，常被用于金膠體或其復合材料的制備。聚胺高分子因分子內含有大量氨基，能與金屬 離子配位并穩定送些金屬離子，被廣泛應用于納米粒子的合成與修飾。利用PEI在合成金 納米粒子方面的優勢及金納米粒子的生物相容性等特性，可將PEI功能化的金納米粒子材 料與生物大分子結合，從而可制備新型仿生材料。目前，大多是利用陽I包裹金納米粒子 材料連接SiRNA、漆酶、蛋白質等[Song，W.J. ;Du，J.Z. ;Sun，T.M. ;Zhang，P.Z. ;Wang，J. Small2010, 6. 239-246. Brondani,!). ;de Souza, B. ;Souza, B. S.;化ves, A. ;Vieira, I.C. B iosensors&Bioelect;ronics2013, 42. 242-247.]，而PEI包裹金納米材料與仿生酶的結合 尚未見報道。
[0003] 高鐵血撲晰化emin)是辣根過氧化氨酶的活性中必，具有酶的良好的催化活性， 是一種典型的仿生酶。Hemin對氮氣、氧氣、一氧化氮、二氧化碳和過氧化物等有極高的催化 性能，但是，由于缺乏適宜的仿生環境，其催化活性大大低于天然酶。金納米顆粒比表面積 大，生物相容性好，并且導電性高，可很大程度上提高hemin的電子傳遞速率，從而增強其 催化性能。另外，由于PEI含有大量氨基，將包裹金納米粒子的PEI材料通過醜胺鍵與化min 連接后，形成的材料同時具有了PEI的吸附性能，所W，送種材料可同時兼有化min的催化 性能和PEI的吸附性能。
【發明內容】
[0004] 基于上述背景，本發明的目的是提供一種聚己帰亞胺（陽I)包裹金納米粒子連接 Hemin的仿生材料、制備及其應用。該材料同時具有化min的催化性能和陽I對污染物的吸 附性能，因而在電化學和水中污染物去除方面都有較為廣闊的應用。
[0005] 實現本發明目的的技術解決方案是：一種包裹金納米粒子的高鐵血撲晰材料，所 述材料結構如下：
[0006]
[0007] -種包裹金納米粒子的高鐵血撲晰材料的制備方法，包括W下步驟：
[0008] 步驟一、制備聚己帰亞胺包裹的金納米粒子材料（PEI-AuNPs);
[0009] 步驟二、取上述陽I-AuNPs材料，與0.Immol/L的化min水溶液混合攬拌比，制備 包裹金納米粒子的高鐵血日h晰材料（PEI-AuNPs-Hemin)混合溶液；
[0010] 步驟H、將陽I-AuNPs-Hemin混合溶液高速離必，結束后，除去上清液，用超純水 洗涂。
[0011] 步驟一中所述的陽I-AuNPs通過W下步驟制備；室溫下，將聚己帰亞胺加入到 Immol/L的氯金酸溶液中，將混合溶液攬拌加熱到8(TC，保持一定時間至溶液呈現淺寶石 紅色，之后停止加熱和攬拌，于室溫下冷卻，其中，聚己帰亞胺和氯金酸的體積比為1:30~ 1:5,優選1:10,攬拌速率為200~70化pm,優選40化pm,保持時間為5~30min，優選20min。
[0012] 步驟二中所述的陽I-AuNPs材料與化min的體積之比為1:1-1:5,優選1:3。
[0013] 步驟Η中所述的離必速率為8000~12000巧m，優選10000巧m。
[0014] 上述陽I-AuNPs-Hemin納米材料用于制備檢測過氧化氨的高靈敏度傳感器。
[0015] 發明原理；支化陽I是一種富含亞胺基和胺基、水溶性好的正電性聚合物，能與氯 金酸中的金離子配位并穩定金離子，利用陽I支鏈氨基的還原性制備得到粒徑均一且穩定 金納米粒子。因陽I分子中含有的氨基易與化min形成醜胺鍵，從而將化min分子連接到 含有金納米粒子的陽I上，通過離必和分離純化，得到陽I-AuNPs-Hemin仿生材料。
[0016] 本發明的有益效果為：
[0017] 1、PEI作為金納米粒子的有效的還原劑和穩定劑，制備得到的金納米粒子粒徑小 且均一性好。
[0018] 2、PEI含有氨基，可與化min形成醜胺鍵，從而連接化min到陽I-AuNPs上，形成 的新型仿生材料穩定性好。
[0019] 3、金納米粒子比表面積大，生物相容性好，導電性好，所W可促進電子在化min和 電極之間的電子傳遞，從而提高仿生酶的催化效率。
[0020] 4、制備的新型納米材料含有孔狀結構，可用來吸附環境污染物，實用性好。
[0021] 5、將制備的仿生材料修飾于電極上，制備得到的仿生傳感器，因金納米粒子的存 在，給化min提供了一個良好的電子傳遞環境，從而提高傳感器的檢測靈敏度。另外由于 陽I-AuNPs-Hemin材料的穩定性，修飾到電極上時，其仿生環境不易被破壞，從而提高傳感 器的穩定性。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發明中實施例7制備的陽I-AuNPs-Hemin材料的表征圖（a為傅里葉紅 外光譜圖，b為掃描電鏡圖）。
[0023] 圖2是本發明中裸玻碳電極和實施例3、實施例7中制備的納米材料修飾電極對過 氧化氨的催化效果。
[0024] 圖3是本發明實施例7制備的陽I-AuNPs-Hemin材料應用于傳感器時，對過氧化 氨的差分脈沖伏安圖（a)和濃度與電流的線性關系圖化）。
【具體實施方式】
[00巧]本發明采用陽I包裹金納米粒子并連接化min制備的陽I-AuNPs-Hemin納米材 料，制備過程簡單，穩定。且通過實驗證明，利用送種納米材料制備的仿生傳感器對過氧化 氨有極好的催化效果和較高的檢測靈敏度。
[0026] 實施例1;制備聚己帰亞胺包裹的金納米粒子材料（PEI-AuNPs):室溫下，將聚己 帰亞胺加入到Immol/L的氯金酸溶液中，將混合溶液攬拌加熱到8(TC，保持一定時間至溶 液呈現淺寶石紅色，之后停止加熱和攬拌，于室溫下冷卻。其中，聚己帰亞胺和氯金酸的體 積比為1:30,攬拌速率為200巧m，保持時間為5min。
[0027] 實施例2;制備聚己帰亞胺包裹的金納米粒子材料（PEI-AuNPs):室溫下，將聚己 帰亞胺加入到Immol/L的氯金酸溶液中，將混合溶液攬拌加熱到8(TC，保持一定時間至溶 液呈現淺寶石紅色，之后停止加熱和攬拌，于室溫下冷卻。其中，聚己帰亞胺和氯金酸的體 積比為1:5,攬拌速率為700巧m，保持時間為30min。
[0028] 實施例3;制