本发明专利技术公开了一种制备具有类过氧化物酶性质的rGO‑ZnFe2O4纳米酶的新方法。在此基础上，利用该纳米酶的催化性能建立了一种检测尿液中葡萄糖含量的可视化新方法。在最佳条件下，该方法测定葡萄糖的线性范围是0.5～50μΜ，线性回归方程为A＝0.010c(μΜ)+0.19(R＝0.9913)，检测限为0.16μΜ。通过该方法，人们通过肉眼即可判断是否患有糖尿病。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学领域，具体涉及一种用于可视化检测葡萄糖的双功能rGO-ZnFe2O4纳米酶的制备方法。
技术介绍
糖尿病是一种常见的代谢性疾病,它严重地威胁着人类的健康。根据世界卫生组织统计显示，截至目前，世界上有超过2.85亿人患有糖尿病。据估计，到2030年这个数字将会是现在的两倍或者更多。糖尿病患者一般表现为血糖高，尿糖呈现阳性，因此，监测和控制人体内的血糖水平对于糖尿病人是至关重要的。近年来，科研工作者一直致力于建立检测与糖尿病相关的葡萄糖含量的方法。目前，人们已经建立了多种测定葡萄糖含量的方法。其中，比色法因其具有简单、实用的特点，引起了研究人员的特别关注。原则上，优异的比色检测葡萄糖的方法应具有由分析物引起的比色底物颜色变化明显、灵敏度高、方法简单和费用低廉等特点。首先，由于比色底物的氧化还原反应所引起的生成物的吸光度变化不仅具有好的可靠性，还表现出特定的颜色变化，这可以很容易地通过肉眼进行辨识，不需要任何昂贵或复杂的仪器。其次，对葡萄糖检测而言，高灵敏度是十分重要的。尽管人们血液中血糖的含量不是很低(几到几十毫摩尔每升)，然而，血清或者血液的组成非常复杂，会干扰血糖的测定。迄今为止，建立能满足上述要求的检测葡萄糖的方法仍存在很大挑战。自从Fe3O4纳米酶被Yan等首次发现具有类过氧化物生物酶的催化活性以来，该纳米酶在比色分析中得到了广泛应用。但Fe3O4纳米酶如果长时间放置，很容易被空气中的氧气氧化，影响其催化活性及实际应用。尽管人们已制备了一些过氧化物纳米酶，如CeO2纳米颗粒、CuO纳米颗粒、CuS纳米颗粒、Co3O4纳米颗粒、V2O5纳米线、氧化石墨烯(GO)等，并且这些纳米酶也在生物免疫分析以及检测核苷酸、H2O2、葡萄糖、三聚氰胺等方面得到了应用。但是上述纳米酶中有的催化活性较低、有的无磁性导致其催化行为完成后不易从溶液中分离，限制了其在实际检测中的应用。因此，制备高效能、易分散、易分离的纳米酶已成为比色分析领域的研究热点之一。
技术实现思路
针对现有检测方法准确度差，生物酶易氧化，活性低，难分离，适用性窄等技术缺陷，本专利技术公开了一种合成具有类过氧化物酶性质的rGO-ZnFe2O4纳米酶的新方法。在此基础上，利用该纳米酶的催化性能建立了一种检测尿液中葡萄糖含量的可视化新方法。本专利技术的目的是这样实现的：(1)rGO-ZnFe2O4纳米酶的合成:A.首先称取石墨粉于研钵中，加入NaCl固体，研磨后加水进行溶解、过滤、洗涤，然后除去NaCl。B.将处理过的石墨粉转移至圆底烧瓶中，加入浓H2SO4，室温条件下搅拌8小时。再将圆底烧瓶置于冰水浴中，缓慢加入KMnO4固体，于35-40℃搅拌30分钟，再于65-80℃搅拌45分钟。加入水，于98-105℃下继续搅拌30分钟。C.加入水和30％H2O2终止反应，溶液颜色变为亮黄色。所得到的产品用5％HCl洗涤后，再用超纯水洗涤，12000转/分离心，重复此过程至无法通过离心分离为止。D.将得到的黄色悬浊液转移到透析袋中，于超纯水中透析一周至GO溶液为中性为止。最后将该溶液放于培养皿中，90℃干燥，得到GO固体。将所得的GO固体剪碎，备用。E.将GO，FeCl3·6H2O和ZnCl2于乙二醇中，超声至分散完全使各物质混合均匀，随后，加入NaOAc和聚乙二醇，在60℃水浴中搅拌30分钟，将所得溶液转移至高压反应釜中，200℃下反应10小时。反应结束以后，自然冷却。待降至室温时，将最终所得到的黑色产物用磁铁进行分离，然后用乙醇和去离子水交替洗涤得到rGO-ZnFe2O4纳米酶。F.将rGO-ZnFe2O4纳米酶置于真空干燥箱中于45℃干燥，备用。(2)用TEM、XPS、FT-IR等手段对其结构和形貌进行了表征。(3)对pH值、纳米酶用量、温度、3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)用量、H2O2用量、反应时间等进行优化，确定最佳的测定条件，建立测定人体尿液中葡萄糖的可视化方法。(4)尿液中葡萄糖的测定(a)将20μL1.0mg/mL葡萄糖氧化酶与50μL处理过的尿液样品在37℃下反应30分钟；(b)将470μLHAc-NaAc缓冲溶液、55μL20mMTMB、20μL5mg/mLrGO-ZnFe2O41/2加入到上述反应溶液中，混合均匀；(c)将上述溶液于50℃条件下反应10分钟，然后将其从水浴中取出，置于冰水中10分钟终止反应；(d)通过外加磁场将rGO-ZnFe2O41/2与反应液分离；(5)将上述反应溶液用去离子水稀释至3.0mL，在652nm处测其吸光度。最后，根据标准曲线计算尿液中葡萄糖的含量。本制备方法操作简单、不需要复杂设备，所制备的纳米酶(rGO-ZnFe2O4)催化活性高、反应完成后易从溶液中分离、可重复使用；所建立的测定人体尿液中葡萄糖的方法选择性好、灵敏度高、可视化。附图说明图1GO(a)、rGO-ZnFe2O41/2(b)、rGO-ZnFe2O4(c)与rGO-ZnFe2O42(d)的红外光谱图。图2rGO-ZnFe2O41/2的X射线光电子能谱图(插图为Fe2p和Zn2p的高分辨能谱)。图3rGO-ZnFe2O42(a)、rGO-ZnFe2O4(b)与rGO-ZnFe2O41/2(c)的XRD谱图。图4rGO-ZnFe2O42(a)、rGO-ZnFe2O4(b)与rGO-ZnFe2O41/2(c)的扫描电镜谱图。图5rGO-ZnFe2O41/2的透射电镜谱图。图6rGO-ZnFe2O4(a)、rGO-ZnFe2O42(b)与rGO-ZnFe2O41/2(c)的磁滞回线。图7反应时间对体系(a)TMB+rGO-ZnFe2O4、(b)TMB+H2O2、(c)TMB+H2O2+rGO-ZnFe2O4吸光度的影响。图8pH对rGO-ZnFe2O41/2催化活性(a)与溶液中泄漏铁离子浓度(b)的影响。图9温度对rGO-ZnFe2O41/2催化性能的影响。图10材料用量rGO-ZnFe2O41/2催化性能的影响。图11TMB浓度对rGO-ZnFe2O41/2催化性能的影响。图12H2O2浓度对rGO-ZnFe2O41/2催化性能的影响。图13rGO-ZnFe2O41/2纳米酶的稳定性。图14rGO-ZnFe2O41/2纳米酶的重复利用性。图15葡萄糖的响应曲线(a)和标准曲线(b)(插图为不同浓度葡萄糖所对应的溶液照片)。图16测定葡萄糖的选择性。具体实施方式实施例1(1)rGO-ZnFe2O4纳米酶的合成A.首先称取1.0g石墨粉于研钵中，加入NaCl固体50g，研磨10分钟后，加水进行溶解、过滤、洗涤，然后除去NaCl。将处理过的石墨粉转移至圆底烧瓶中，加入23mL浓H2SO4，室温条件下搅拌8小时。再将圆底烧瓶置于冰水浴中，缓慢加入3.0gKMnO4固体，于35-40℃搅拌30分钟，再于65-80℃搅拌45分钟。然后加入46mL水，于98-105℃下继续搅拌30分钟。最后，加入140mL水和10mL30％H2O2终止反应，溶液颜色变为亮黄色。所得到的产品用5％HCl洗涤后，再用超纯水洗涤，离心(12000转/分)，重复此过程至无法通过离心分离为止。然后将得到的黄色悬浊液转移到本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于可视化检测葡萄糖的双功能rGO‑ZnFe2O4纳米酶，其特征在于，使用FeCl3·6H2O与ZnCl2合成，FeCl3·6H2O与ZnCl2用量摩尔比为2:1。
【技术特征摘要】
1.一种用于可视化检测葡萄糖的双功能rGO-ZnFe2O4纳米酶，其特征在于，使用FeCl3·6H2O与ZnCl2合成，FeCl3·6H2O与ZnCl2用量摩尔比为2:1。2.根据权利要求1所述的一种用于可视化检测葡萄糖的双功能rGO-ZnFe2O4纳米酶的制备方法，步骤为：A.首先称取石墨粉于研钵中，加入NaCl固体，研磨后加水进行溶解、过滤、洗涤，然后除去NaCl；B.将处理过的石墨粉转移至圆底烧瓶中，加入浓H2SO4，室温条件下搅拌8小时；再将圆底烧瓶置于冰水浴中，缓慢加入KMnO4固体，于35-40℃搅拌30分钟，再于65-80℃搅拌45分钟；加入水，于98-105℃下继续搅拌30分钟；C.加入水和30％H2O2终止反应，溶液颜色变为亮黄色。所得到的产品用5％HCl洗涤后，再用超纯水洗涤，12000转/分离心，重复此过程至无法通过离心分离为止；D.将得到的黄色悬浊液转移到透析袋中，于超纯水中透析一周至GO溶液为中性为止。最后将该溶液放于培养皿中，90℃干燥，得到GO固体。将所得的GO固体剪碎，备用；E.将GO，FeCl...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴国，马艳华，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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