[发明专利]基于钴的氧化物的逻辑功能可调的逻辑门

说明书

本发明涉及纳米材料、催化、分析化学及分子计算机技术领域，具体包括基于牛血清蛋白模板的钴的氧化物纳米球的可变换逻辑门新应用。所制备的钴的氧化物纳米球不但在较宽的pH范围内保持稳定的电催化还原H₂O₂的活性，而且其活性在不同pH下受不同金属离子的影响也不尽相同。利用这一特性，以金属离子为输入信号，运用电化学的方法，以钴的氧化物纳米球的电催化还原H₂O₂活性的电化学响应为电化学信号，构建了电化学逻辑门，并通过调节pH实现了逻辑门功能的转变。

技术领域

本发明涉及纳米材料、催化、分析化学及分子计算机技术领域，具体包括基于牛血清蛋白模板的钴的氧化物纳米球的可变换逻辑门新应用。

背景技术

近来，无机纳米材料由于其具有良好的模拟酶的性能而受到越来越多的关注，与天然酶相比无机纳米材料在酸碱条件下更加稳定。到目前为止，大部分报道的无机纳米材料主要是人造酶过氧化物酶模拟物，他们成功地应用于各种分析问题。其中，电化学是无机纳米材料的模拟酶性能的重要应用领域。Bibhutosh Adhikary等人在《Synthesis of FeSand FeSe nanoparticles from a single source precursor:a study of theirphotocatalytic activity,peroxidase-like behavior,and electrochemical sensingof H₂O₂》一文中通过热溶剂法合成FeS和FeSe纳米粒子具有仿过氧化氢酶的活性，并将其用于构建电化学传感器(ACSAppliedMaterials Interfaces 2012，4，1919-1927)。Lin等人在《Platinum nanocatalysts loaded on graphene oxide-dispersed carbon nanotubeswith greatly enhanced peroxidase-like catalysis and electrocatalysisactivities》一文中将Pt装载到氧化石墨烯-碳纳米管的复合材料上形成的 GOCNT-Pt纳米粒子具有仿过氧化氢酶的活性，并将探究其电化学活性(Nanoscale2014，6， 8107-8116)。Dong等人在《TiO₂nanotube arrays:intrinsic peroxidase mimetics》一文中合成具有仿过氧化氢酶的活性的二氧化钛纳米阵列，并通过比色和电化学的方法研究其仿酶活性(Chemical Communications2013，49，10480-10482)。四氧化三钴也具有仿过氧化氢酶活性，然而以BSA为模板合成的四氧化三钴用于电化学的未见报道，基于四氧化三钴的逻辑门以及用pH调节逻辑门功能的研究也未见报道。