[发明专利]一种超亲水抗蛋白污损材料的制备及应用

说明书

本发明公开了一种超亲水抗蛋白污损材料的制备及应用，属于电化学传感电极材料技术领域。本发明采用多巴胺自聚的方法在电极表面制备聚多巴胺膜，再在含有聚多巴胺膜的电极上制备垂直有序介孔二氧化硅膜(VMSF)，最后进行氨基化后在VMSF孔道内沉积金纳米颗粒，从而得到氨基化且负载金纳米颗粒的聚多巴胺‑VMSF复合膜修饰电极。聚多巴胺与VMSF共价键合，不仅提高了VMSF的稳定性，同时还提高了金纳米颗粒的信号稳定性，实现对电活性小分子，尤其是N‑乙酰对氨基酚的高灵敏检测，检测范围在10‑200μM，同时氨基化后的VMSF结合聚多巴胺还具有超亲水性能及抗蛋白黏附与抗细菌黏附性能。

技术领域

本发明涉及电化学传感电极材料技术领域，特别涉及一种超亲水抗蛋白污损材料的制备及应用。

背景技术

对乙酰氨基酚(Acetaminophen，APAP)为乙酰苯胺类药物，具有解热、镇痛的功效，在中西药及其制剂中使用广泛，可用于感冒发热、关节痛、神经痛及偏头痛、癌性痛、牙痛及手术后止痛，还可用于对阿司匹林过敏、不耐受或不适于应用阿司匹林的患者(水痘、血友病以及其他出血性疾病等)。然而对乙酰氨基酚有一定的毒副作用，短期使用一般不会引起胃肠出血，但是过多服用会出现恶心、呕吐、厌食、出汗、腹痛等症状，以及引起肝脏损害，严重时还可致昏迷甚至死亡。因此，对乙酰氨基酚的检测方法在生理功能方面以及临床应用方面都具有重要的意义。

电化学修饰电极自20世纪70年代发展到现在已成为了最活跃的电化学和电分析化学的前沿领域，是一种在导体或半导体电极表面通过化学的、物理化学的方法对电极表面进行修饰，形成具有预期功能的薄膜，从而使得电极具有特定物理化学结构的方法，可应用于电化学传感器、毛细管电泳检测器、液相色谱检测器、流动注射检测器、离子色谱检测器等。

垂直有序介孔二氧化硅膜(Vertically ordered mesoporous silica films，VMSF)是一种优异的抗干扰与防污材料，目前已被广泛应用于分离、传感等领域。在传感领域中，均匀分布的介孔孔道垂直有序地排列在基底材料上使其具有一定的尺寸选择效应，结合超薄厚度及高孔隙密度能进一步提高其抗干扰与防止蛋白质等物质非特异性吸附能力。通常可以采用电化学辅助自组装在玻碳电极、ITO电极、金电极等不同电极上制备VMSF，然而在玻碳电极上制备VMSF时常常会由于二者结合力弱的问题导致VMSF脱落，致使制备失败。考虑到VMSF作为一种含硅材料，利用硅原子与羟基之间的共价键合，可以在玻碳电极表面引入含羟基的粘合剂，使得VMSF可以稳定地存在于电极上。现有的提高VMSF稳定性的粘合剂有氨丙基三乙氧基硅烷、还原氧化石墨烯等材料。为了进一步加强玻碳电极和VMSF之间的结合力，继续探究合适的粘合剂对提高VMSF的稳定性并进一步提高传感平台的检测性能是非常有必要的。

聚多巴胺(Polydopamine，PDA)是一种受贻贝启发的多功能剂，因其几乎在任何材料表面都表现出显著的粘接特性而被认为是一种强粘接剂。迄今为止，将聚多巴胺作为粘合剂用来提高传感平台稳定性的方法已得到了广泛的应用，并且聚多巴胺优异的生物相容性与亲水性能拓宽传感平台的使用范围，同时赋予其优异的传感性能。因此，如果能将VMSF和PDA结合起来修饰电极，则有利于提高VMSF的稳定性并进一步提高对乙酰氨基酚的检测灵敏度。

发明内容

本发明通过将聚多巴胺和垂直有序介孔二氧化硅膜结合制备了一种电极修饰材料，以解决现有电极中垂直有序介孔二氧化硅膜稳定性差的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种氨基化且负载金纳米颗粒的聚多巴胺膜-垂直有序介孔二氧化硅膜复合膜修饰电极的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1：在电极表面制备聚多巴胺膜，得到聚多巴胺膜修饰的电极；

步骤2：在步骤1的聚多巴胺膜修饰的电极表面制备垂直有序介孔二氧化硅膜，得到聚多巴胺膜和垂直有序介孔二氧化硅膜修饰的电极；