温敏材料Fe3O4-PNIPAM用于无酶过氧化氢传感器的建构(2)

目前检测低含量过氧化氢的方法主要有化学发光法[2]、荧光法[3]、分光光度法[4]和电化学分析法[5]等。其中电化学方法由于所需仪器简单、灵敏和快速而被广泛应用于 H2O2 的测定[6]。许多文献报道采用优尔根过氧化物酶修饰的电化学生物传感器测定过氧化氢[7,8]，但通常酶电极的制备过程复杂，难以固定到电极表面。此外，酶作为具有活性的生物大分子，对外界条件的变化比较敏感，容易失活变性，活性中心埋在多肽结构内部，不易发生直接电子传递等，影响了传感器的寿命和测定结果的准确性，使实际应用受到一定的限制。因此，发展性能优良的新型无酶过氧化氢传感器成为当务之急。

聚异丙基丙烯酰胺 (PNIPAM) 水凝胶是一种典型的对温度敏感的高分子智能凝胶材料[9]。由于具有三维网状结构，相变温度在 32 °C 左右，接近人体的生理温度，因而广泛应用在生物医学领域。当温度在 LCST (低临界溶解温度) 以下，PNIPAM 链吸收水分发生溶胀，然而当温度升高至 LCST 以上时凝胶疏水形成收缩状态[10,11]。由于传统水凝胶溶胀速度较慢，大大限制了水凝胶的应用，因此，合成具有快速响应的且具有更好生物相容性的凝胶材料具有重要的意义。与传统的水凝胶相比，磁分离有着很大的优势。在磁场的作用下，磁性材料可以很容易地从介质中分离出来，这种方法操作简单而且只需简单的设备。最好的磁性材料是铁氧化物，例如四氧化三铁，它具有生物相容性及无毒性，将其应用在生物医学领域。此外，Yan 和同事们发现 Fe3O4 纳米粒子具有内在酶模拟活动类似于自然氧化酵素[12]。

在本文中，我们试图结合 PNIPAM 和 Fe3O4 实现对过氧化氢的电化学检测。为了达到该目的，Fe3O4-PNIPAM 纳米粒子修饰在玻碳电极 (GCE) 表面研制一种无酶过氧化氢传感器 (Fe3O4-PNIPAM/GCE)。调整温度范围在 25-40 °C 时，Fe3O4-PNIPAM/GCE 可以实现温度接触开关来控制电催化氧化过氧化氢。此外，该无酶传感器也具有很好的稳定性和灵敏性。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

一试剂

铁氰化钾(K3[Fe(CN)6]) AR 广东汕头西陇化工厂

氯化钾(KCl) AR 上海久亿化学试剂有限公司

磷酸二氢钾(KH2PO4) AR 国药集团化学试剂有限公司

磷酸氢二钠(Na2HPO4) AR 国药集团化学试剂有限公司

无水乙醇 AR 国药集团化学试剂有限公司

磷酸二氢钠

氢氧化钠

N-异丙基丙烯酰胺

过硫酸铵(APS)

偏重亚硫酸钠(SPS)

聚乙二醇(PEG)

过氧化氢

抗坏血酸

尿酸

多巴胺 AR

>99.0%

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