[发明专利]一种石墨炔/血红素复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种石墨炔/血红素复合材料及其制备方法和应用，所述石墨炔/血红素复合材料的制备方法，包括以下步骤：将石墨炔和血红素分散于溶剂I中，避光搅拌，离心去除上清液得到所述石墨炔/血红素复合材料。本发明首次将石墨炔应用于细胞释放NO的实时检测；通过GDY和HEM自组装制备GDY/HEM复合材料，改善了HEM容易团聚失去NO催化活性的缺点；以GDY/HEM复合材料为电极材料构建了NO传感平台，具有优异的NO传感性能，实现了细胞释放NO的实时快速检测，在生物传感和医学等领域有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种石墨炔/血红素复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

一氧化氮(NO)作为细胞内的一种信使分子，参与多种生理和病理过程。正常水平的NO具有调节生物功能的作用，如血管舒张和伤口愈合。而细胞内 NO异常浓度与呼吸道炎症、心血管疾病等疾病密切相关。然而，活细胞释放的 NO具有痕量、扩散快、半衰期短和易转化为的其他物质的特点。因此，实现细胞释放NO的实时快速检测具有重要的意义，但仍具有挑战性。

多种检测技术已被用于NO检测，如化学发光法、荧光光度计法和x射线光电子能谱法等。但这些检测技术总是受到耗时和复杂程序的困扰。

电化学法具有相对简单、操作方便和灵敏度高的优点，可以实时检测细胞释放的NO。对于电化学传感器来说，其性能很大程度上取决于传感材料。

血红素(HEM)是一种铁的络合物，具有很好的NO催化活性，但其在水中容易团聚，生成无催化活性的二聚体(Jiang S,Cheng R,Wang X,et al. Real-time electricaldetection of nitric oxide in biological systems with sub-nanomolarsensitivity.Nature Communications,2013,4.；Hao Lin Zou,Li B L, Luo H Q,et al.Anovel electrochemical biosensor based on hemin functionalized graphene oxidesheets for simultaneous determination ofascorbic acid,dopamine and uricacid.Sensors andActuators B:Chemical,2015.)。

石墨炔(GDY)是一种新兴的碳材料，由sp和sp²杂化碳原子组成。与石墨烯等其他碳材料相比，GDY具有丰富的炔基碳原子、高度π共轭结构和小电容等独特的物化性能。GDY良好的电子结构和功能化能力，为开发高活性催化剂提供了理想的平台(CN201610342904、CN201811535431、CN201910940621)。通过合理的设计将GDY和活性原子/分子物种结合起来，开发出先进的传感材料，实现细胞释放NO的实时快速检测是可行的。

发明内容

本发明旨在提供一种石墨炔/血红素复合材料及其制备方法和应用，能够改善HEM容易团聚失去NO催化活性的缺点，用于构建NO传感平台，能够实现细胞释放NO的实时快速检测。

按照本发明的技术方案，所述石墨炔/血红素复合材料的制备方法，包括以下步骤：将石墨炔和血红素分散于溶剂I中，避光搅拌，离心去除上清液得到所述石墨炔/血红素复合材料。

进一步的，所述石墨炔和血红素的质量比为1：0.5-2。

优选的，所述石墨炔和血红素的质量比为1：1。

进一步的，所述溶剂I为异丙醇或乙醇。