[发明专利]微乳液法制备聚吡咯包裹普鲁士蓝纳米粒子用于电化学分析

说明书

(一)技术领域

本发明涉及纳米材料制备和应用，尤其涉及微乳液法制备聚吡咯包裹普鲁士蓝纳米粒子，并以此修饰电极用于电化学分析。

(二)背景技术

H₂O₂的分析检测非常重要。食品、服装、造纸、印染等行业大量使用H₂O₂，残留在产品中或者排放到环境中影响人体健康。另外，体内过氧化物含量与人体许多疾病相关。研究发现：普鲁士蓝的还原形式，也就是普鲁士白，能够催化O₂与H₂O₂的电化学还原，而且普鲁士蓝的氧化形式能催化H₂O₂的氧化。研究认为普鲁士蓝的立体结构能够容纳小分子的O₂与H₂O₂，并受到四个两价铁的催化作用。在90年代以及其后的生物传感器研究热潮中，普鲁士蓝引起了人们的注意。特别是氧化还原酶一直是生物传感器研究的主要内容，以葡萄糖生物传感器为例：葡萄糖氧化酶催化葡萄糖与O₂生成葡萄糖酸与H₂O₂，起初通过检测O₂在电极表面的还原电流或H₂O₂在电极表面的氧化电流来检测葡萄糖含量，但前者受制于样本中的氧含量，后者由于检测电位较高常常受到抗坏血酸等物质的干扰。普鲁士蓝能够催化过氧化氢的还原，从而能够在较低电位下检测，避免可能的干扰。此后，有关普鲁士蓝在葡萄糖、胆碱、胆固醇、乙醇等生物传感器中的应用日益增多，采用酶标技术，普鲁士蓝也可以应用到免疫或亲和生物传感器中。

然而，普鲁士蓝的稳定性却限制了它的实际应用。普鲁士蓝在强酸中溶解，在强碱中分解。有研究表明在中性溶液中，循环扫描数圈后普鲁士蓝膜遭到破坏，而在碱性溶液中情况更糟，原因可能是在pH大于6.4的情况下形成了Fe(OH)₃，从而导致Fe-CN-Fe健的破坏，这种泄漏使得信号降低，影响普鲁士蓝修饰电极或相应生物传感器的实际应用。

纳米材料或技术，具有独特的效应和作用，成为近年研究的热点。在分析应用中，纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米碳管、导电聚合物纳米颗粒或纳米线等各种纳米材料或结构成为研究的热点。然而，纳米粉体的团聚现象一直以来是纳米材料技术的难题，普鲁士蓝纳米粒子的团聚同样严重影响其分析结果的灵敏度。

因此，获得稳定而分散良好的普鲁士蓝及其纳米结构对于修饰电极或生物传感器稳定性具有重要的意义。

参考文献：

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