一種雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料、其制備方法和用途
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其制備方法和用途。具體涉及一種雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其包含：氧化石墨烯；源自通式(I)的魯米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑的發(fā)光片段；和源自含亞鐵原卟啉活性中心的生物物質(zhì)的發(fā)光增強(qiáng)片段；其中，所述源自通式(I)的魯米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑的發(fā)光片段和源自含亞鐵原卟啉活性中心的生物物質(zhì)的發(fā)光增強(qiáng)片段結(jié)合在所述氧化石墨烯的表面。本發(fā)明的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料具有卓越的發(fā)光特性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料、其制備方法和用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含化學(xué)發(fā)光片段和發(fā)光增強(qiáng)片段的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材 料。本發(fā)明還涉及該雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料的制備和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 氧化石墨烯因其優(yōu)良的機(jī)械、光學(xué)和電學(xué)性能、特殊的結(jié)構(gòu)和易于制備近年來(lái)備 受關(guān)注。氧化石墨烯具有大的表面積及表面豐富的含氧官能團(tuán)和良好的水溶性，使其成為 合成新型功能化復(fù)合材料的理想選擇。
[0003] 目前，通常通過(guò)共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵兩種方式將功能分子結(jié)合到氧化石墨烯表面， 從而賦予功能化復(fù)合材料相應(yīng)的性能。例如現(xiàn)有技術(shù)將具有化學(xué)發(fā)光性能的N-(4_氨基 丁基）-N_乙基異魯米諾作為還原劑和保護(hù)劑，在堿性條件下通過(guò)非共價(jià)鍵將其結(jié)合到 氧化石墨烯表面，從而得到具有化學(xué)發(fā)光性能的發(fā)光功能化復(fù)合材料（Shen，W. ;Yu，Y.; Shu, J. ；Cui, H ；Chemical Communications 2012, 48, 2894-2896.)。進(jìn)一步將該材料組 裝到電極表面，可構(gòu)建一個(gè)H2O2電致化學(xué)發(fā)光傳感器。然而，現(xiàn)有技術(shù)所合成的這種基于 N- (4-氨基丁基）-N-乙基異魯米諾發(fā)光功能化石墨烯材料需要在堿性條件下才體現(xiàn)優(yōu)異 的化學(xué)發(fā)光性質(zhì)，這在一定程度上限制了其在生物醫(yī)學(xué)，生物傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用。此外，雖 然該發(fā)光功能化氧化石墨烯復(fù)合材料具有較高的分析靈敏度，但是其靈敏度還具有提高的 余地。因此，本領(lǐng)域需要合成一種在較寬的pH范圍，尤其在生理環(huán)境pH6. 5 - 8. 0區(qū)間仍具 有強(qiáng)的發(fā)光性能的復(fù)合材料，并且該合成方法較好地滿足快速、環(huán)保、簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于對(duì)現(xiàn)有的例如N-(4-氨基丁基）-N-乙基異魯米諾發(fā)光功 能化氧化石墨烯復(fù)合材料進(jìn)行改進(jìn)，以進(jìn)一步提高其發(fā)光強(qiáng)度，并且改善其所適用的PH值 范圍，從而進(jìn)一步提高由該功能化氧化石墨烯復(fù)合材料在生物分析中的分析靈敏度和生物 兼容性。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述改進(jìn)的復(fù)合材料的制備方法，以及將其作為 微量試劑傳感平臺(tái)，構(gòu)建超靈敏和高選擇性的過(guò)氧化氫傳感器等用途。
[0006] 因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其包含：氧化 石墨烯；源自通式（I)的魯米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑的發(fā)光片段；和源自含亞鐵原卟啉活性中 心的生物物質(zhì)的發(fā)光增強(qiáng)片段；其中，所述源自通式（I)的魯米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑的發(fā)光 片段和源自含亞鐵原卟啉活性中心的生物物質(zhì)的發(fā)光增強(qiáng)片段結(jié)合在所述氧化石墨烯的 表面：
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其包含： 氧化石墨烯； 源自通式（I)的魯米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑的發(fā)光片段；和 源自含亞鐵原卟啉活性中心的生物物質(zhì)的發(fā)光增強(qiáng)片段； 其中，所述源自通式（I)的魯米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑的發(fā)光片段和源自含亞鐵原卟啉活 性中心的生物物質(zhì)的發(fā)光增強(qiáng)片段結(jié)合在所述氧化石墨烯的表面：
式中，A環(huán)表示C6-C14芳基； R1和R2可獨(dú)立地表示氫、端基被氨基取代或未取代的直鏈或支鏈（C1-C30)烷基，前提 條件是該NR1R2具有至少一個(gè)NH2端基。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，所述A環(huán)表 示C6-Cltl芳基；所述R1和R2可獨(dú)立地表示氫、端基被氨基取代或未取代的直鏈或支鏈 (Cl-ClO)烷基，前提條件是該NR1R2具有至少一個(gè)NH2端基。
3. 如權(quán)利要求1所述的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，所述A環(huán)表示苯、 萘或蒽A1和R2可獨(dú)立地表示氫、端基被氨基取代或未取代的直鏈或支鏈（C1-C6)烷基，前 提條件是該NR1R2具有至少一個(gè)NH2端基。
4. 如權(quán)利要求1所述的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，所述通式（I)的 魯米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑選自：魯米諾、異魯米諾、N-(4-氨基丁基）-N-乙基異魯米諾和 N- (4-氣基己基）-N-乙基異魯米諾。
5. 如權(quán)利要求1所述的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，所述通式（I)的魯 米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑是N- (4-氨基丁基）-N-乙基異魯米諾。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，所述 含亞鐵原卟啉活性中心的生物物質(zhì)選自：血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素、辣根過(guò)氧化物酶。
7. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，所述 含亞鐵原卟啉活性中心的生物物質(zhì)是辣根過(guò)氧化物酶。
8. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料，其特征在于，所述 源自通式（I)的魯米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑的發(fā)光片段和源自含亞鐵原卟啉活性中心的生物 物質(zhì)的發(fā)光增強(qiáng)片段通過(guò)以下方式結(jié)合在所述氧化石墨烯的表面：η-η堆積、氫鍵、靜電 相互作用及其組合。
9. 一種制備如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料的方法，其 包括以下步驟： 1)提供含亞鐵原卟啉活性中心的生物物質(zhì)； 2)使通式（I)的魯米諾類(lèi)化學(xué)發(fā)光試劑和氧化石墨烯水溶液進(jìn)行反應(yīng)，在該反應(yīng)完成 后向反應(yīng)體系中加入所述含亞鐵原卟啉活性中心的生物物質(zhì)，得到雙功能化氧化石墨烯復(fù) 合材料。
10.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的雙功能化氧化石墨烯復(fù)合材料在用于構(gòu)建傳感 器、納米界面和納米探針中的應(yīng)用，該傳感器、納米界面和分析探針可用于檢測(cè)和分析以下 各種樣品中包含的過(guò)氧化氫或產(chǎn)生過(guò)氧化氫的基質(zhì)：生物樣品、食品或飲料樣品、藥物樣 品、環(huán)境樣品、化學(xué)樣品。
【文檔編號(hào)】G01N21/76GK104316514SQ201410625470
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】崔華, 劉曉英 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)