聚甲基丙烯酸甲酯-牛血清白蛋白核壳纳米粒子在金表面的吸附过程及在传感器中的应用

何传新 袁安朋 张黔玲 任祥忠 李翠华 刘剑洪

引用本文: 何传新, 袁安朋, 张黔玲, 任祥忠, 李翠华, 刘剑洪. 聚甲基丙烯酸甲酯-牛血清白蛋白核壳纳米粒子在金表面的吸附过程及在传感器中的应用[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201207191 shu
Citation:  HE Chuan-Xin, YUAN An-Peng, ZHANG Qian-Lin, REN Xiang-Zhong, LI Cui-Hua, LIU Jian-Hong. Adsorption of Core-Shell Poly(Methyl Methacrylate)-Bovine Serum Albumin Nanoparticles on ld Surface and Its Sensor Application[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201207191 shu

聚甲基丙烯酸甲酯-牛血清白蛋白核壳纳米粒子在金表面的吸附过程及在传感器中的应用

  • 基金项目:

    国家自然科学基金青年基金(21004040) (21004040)

    深圳大学校基金(201102)资助项目 (201102)

摘要:

利用铜离子引发体系, 制备出核层为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壳层为牛血清白蛋白(BSA)的PMMA-BSA核壳纳米粒子. 通过透射电子显微镜(TEM)表征, 直接观察到PMMA-BSA纳米粒子的核壳结构.结合X射线光电子能谱(XPS)测试, 分析PMMA-BSA纳米粒子的表面成分, 证明PMMA-BSA纳米粒子的壳层是BSA. 利用带耗散的石英晶体微天平(QCM-D)研究了PMMA-BSA纳米粒子在金片表面的吸附行为. 频率的迅速下降, 耗散因子的快速上升, 说明PMMA-BSA粒子快速地吸附到金片表面. 利用磷酸盐缓冲液反复冲洗时, 频率和耗散没有变化, 表明PMMA-BSA 纳米粒子在金片上吸附较牢固. 以金电极为基底电极, 吸附PMMA-BSA纳米粒子后, 利用戊二醛修饰粒子壳层, 再通过氨基与醛基的反应来固定葡萄糖氧化酶, 制备出电流型葡萄糖传感器. 电化学测试表明该传感器对葡萄糖具有良好的电流响应, 在0.3 V的工作电位下, 响应电流与葡萄糖浓度在0.20-5.85 mmol·L-1范围内呈现出较好的线性关系, 相关系数为0.989. 传感器的灵敏度高达28.6 μA·L·mmol-1·cm-2, 响应时间仅为11 s. 传感器还具有良好的稳定性, 在25℃下储存30 d, 响应电流仅下降了16%.

English

    1. [1]

      (1) Wang, J. Chem. Rev. 2008, 108, 814. doi: 10.1021/cr068123a

      (1) Wang, J. Chem. Rev. 2008, 108, 814. doi: 10.1021/cr068123a

    2. [2]

      (2) Koschwanez, H. E.; Reichert,W. M. Biomaterials 2007, 28,3687. doi: 10.1016/j.biomaterials.2007.03.034(2) Koschwanez, H. E.; Reichert,W. M. Biomaterials 2007, 28,3687. doi: 10.1016/j.biomaterials.2007.03.034

    3. [3]

      (3) Hu, J. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 1083. doi: 10.1016/j.bios.2008.08.051(3) Hu, J. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 1083. doi: 10.1016/j.bios.2008.08.051

    4. [4]

      (4) Ge, F.; Cao, R. G.; Zhu, B.; Li, J. J.; Xu, D. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 1779. [戈芳, 曹瑞国, 朱斌, 李经建, 徐东升. 物理化学学报, 2010, 26, 1779.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100736(4) Ge, F.; Cao, R. G.; Zhu, B.; Li, J. J.; Xu, D. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 1779. [戈芳, 曹瑞国, 朱斌, 李经建, 徐东升. 物理化学学报, 2010, 26, 1779.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100736

    5. [5]

      (5) Willner, I.; Baron, R.;Willner, B. Biosens. Bioelectron. 2007,22, 1841. doi: 10.1016/j.bios.2006.09.018(5) Willner, I.; Baron, R.;Willner, B. Biosens. Bioelectron. 2007,22, 1841. doi: 10.1016/j.bios.2006.09.018

    6. [6]

      (6) Zar osh, K.; Chaichi, M. J.; Shamsipur, M.; Hossienkhani, S.;Asghari, S.; Qandalee, M. Talanta 2012, 93, 37. doi: 10.1016/j.talanta.2011.11.029(6) Zar osh, K.; Chaichi, M. J.; Shamsipur, M.; Hossienkhani, S.;Asghari, S.; Qandalee, M. Talanta 2012, 93, 37. doi: 10.1016/j.talanta.2011.11.029

    7. [7]

      (7) Xiao, X.; Zhou, B.; Zhu, L.; Xu, L.; Tan, L.; Tang, H.; Zhang,Y.; Xie, Q.; Yao, S. Sens. Actuators B 2012, 165, 126. doi: 10.1016/j.snb.2012.02.029(7) Xiao, X.; Zhou, B.; Zhu, L.; Xu, L.; Tan, L.; Tang, H.; Zhang,Y.; Xie, Q.; Yao, S. Sens. Actuators B 2012, 165, 126. doi: 10.1016/j.snb.2012.02.029

    8. [8]

      (8) Willner, I.;Willner, B.; Katz, E. Bioelectrochemistry 2007, 70,2. doi: 10.1016/j.bioelechem.2006.03.013(8) Willner, I.;Willner, B.; Katz, E. Bioelectrochemistry 2007, 70,2. doi: 10.1016/j.bioelechem.2006.03.013

    9. [9]

      (9) Heller, A.; Feldman, B. Chem. Rev. 2008, 108, 2482. doi: 10.1021/cr068069y(9) Heller, A.; Feldman, B. Chem. Rev. 2008, 108, 2482. doi: 10.1021/cr068069y

    10. [10]

      (10) Guo, X. L.; Guo, M.;Wang, X. D. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007,23, 585. [郭小丽, 郭敏, 王新东. 物理化学学报, 2007, 23,585.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070426(10) Guo, X. L.; Guo, M.;Wang, X. D. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007,23, 585. [郭小丽, 郭敏, 王新东. 物理化学学报, 2007, 23,585.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070426

    11. [11]

      (11) Cui, G.; Kim, S. J.; Choi, S. H.; Nam, H.; Cha, G. S.; Paeng, K.J. Anal. Chem. 2000, 72, 1925. doi: 10.1021/ac991213d(11) Cui, G.; Kim, S. J.; Choi, S. H.; Nam, H.; Cha, G. S.; Paeng, K.J. Anal. Chem. 2000, 72, 1925. doi: 10.1021/ac991213d

    12. [12]

      (12) Weibel, M. K.; Bright, H. J. J. Biol. Chem. 1971, 246, 2743.(12) Weibel, M. K.; Bright, H. J. J. Biol. Chem. 1971, 246, 2743.

    13. [13]

      (13) Wrighton, M. S. Science 1986, 231, 32. doi: 10.1126/science.231.4733.32(13) Wrighton, M. S. Science 1986, 231, 32. doi: 10.1126/science.231.4733.32

    14. [14]

      (14) Frederick, K. R.; Tung, J.; Emerick, R. S.; Masiarz, F. R.;Chamberlain, S. H.; Vasavada, A.; Rosenberg, S.; Chakraborty,S.; Schopter, L. M.; Massey, V. J. Biol. Chem. 1990, 265, 3793.(14) Frederick, K. R.; Tung, J.; Emerick, R. S.; Masiarz, F. R.;Chamberlain, S. H.; Vasavada, A.; Rosenberg, S.; Chakraborty,S.; Schopter, L. M.; Massey, V. J. Biol. Chem. 1990, 265, 3793.

    15. [15]

      (15) Hecht, H. J.; Schomburg, D.; Kalisz, H.; Schmid, R. D. Biosens. Bioelectron. 1993, 8, 197. doi: 10.1016/0956-5663(93)85033-K(15) Hecht, H. J.; Schomburg, D.; Kalisz, H.; Schmid, R. D. Biosens. Bioelectron. 1993, 8, 197. doi: 10.1016/0956-5663(93)85033-K

    16. [16]

      (16) Yu, J.; Yu, D.; Zhao, T.; Zeng, B. Talanta 2008, 74, 1586. doi: 10.1016/j.talanta.2007.10.005(16) Yu, J.; Yu, D.; Zhao, T.; Zeng, B. Talanta 2008, 74, 1586. doi: 10.1016/j.talanta.2007.10.005

    17. [17]

      (17) Deng, S.; Jian, G.; Lei, J.; Hu, Z.; Ju, H. Biosens. Bioelectron.2009, 25, 373. doi: 10.1016/j.bios.2009.07.016(17) Deng, S.; Jian, G.; Lei, J.; Hu, Z.; Ju, H. Biosens. Bioelectron.2009, 25, 373. doi: 10.1016/j.bios.2009.07.016

    18. [18]

      (18) Wei, Y.; Li, Y.; Liu, X.; Xian, Y.; Shi, G.; Jin, L. Biosens. Bioelectron. 2010, 26, 275. doi: 10.1016/j.bios.2010.06.006(18) Wei, Y.; Li, Y.; Liu, X.; Xian, Y.; Shi, G.; Jin, L. Biosens. Bioelectron. 2010, 26, 275. doi: 10.1016/j.bios.2010.06.006

    19. [19]

      (19) Zhang, G. L.; Pan, X. H.; Kan, J. Q.; Zhang, J. H.; Li, Y. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2003, 19, 533. [张国林, 潘献华, 阚锦晴,张景辉, 李永舫. 物理化学学报, 2003, 19, 533.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20030611(19) Zhang, G. L.; Pan, X. H.; Kan, J. Q.; Zhang, J. H.; Li, Y. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2003, 19, 533. [张国林, 潘献华, 阚锦晴,张景辉, 李永舫. 物理化学学报, 2003, 19, 533.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20030611

    20. [20]

      (20) Qiu, J. D.; Huang, J.; Liang, R. P. Sens. Actuators B 2011, 160,287. doi: 10.1016/j.snb.2011.07.049(20) Qiu, J. D.; Huang, J.; Liang, R. P. Sens. Actuators B 2011, 160,287. doi: 10.1016/j.snb.2011.07.049

    21. [21]

      (21) Chen, X.; Zhu, J.; Chen, Z.; Xu, C.;Wang, Y.; Yao, C. Sens. Actuators B 2011, 159, 220. doi: 10.1016/j.snb.2011.06.076(21) Chen, X.; Zhu, J.; Chen, Z.; Xu, C.;Wang, Y.; Yao, C. Sens. Actuators B 2011, 159, 220. doi: 10.1016/j.snb.2011.06.076

    22. [22]

      (22) Che, X.; Yuan, R.; Chai, Y.; Li, J.; Song, Z.; Li,W.; Zhong, X.Colloids Surf. B 2011, 84, 454. doi: 10.1016/j.colsurfb.2011.01.041(22) Che, X.; Yuan, R.; Chai, Y.; Li, J.; Song, Z.; Li,W.; Zhong, X.Colloids Surf. B 2011, 84, 454. doi: 10.1016/j.colsurfb.2011.01.041

    23. [23]

      (23) Valstar, A.; Vasilescu, M.; Vi uroux, C.; Stilbs, P.; Almgren,M. Langmuir 2001, 17, 3208. doi: 10.1021/la0016221(23) Valstar, A.; Vasilescu, M.; Vi uroux, C.; Stilbs, P.; Almgren,M. Langmuir 2001, 17, 3208. doi: 10.1021/la0016221

    24. [24]

      (24) Rodahl, M.; Höök, F.; Krozer, A.; Kasemo, B.; Breszinsky, P.Rev. Sci. Instrum. 1995, 66, 3924. doi: 10.1063/1.1145396(24) Rodahl, M.; Höök, F.; Krozer, A.; Kasemo, B.; Breszinsky, P.Rev. Sci. Instrum. 1995, 66, 3924. doi: 10.1063/1.1145396

    25. [25]

      (25) Voinova, M. V.; Rodahl, M.; Jonson, M.; Kasemo, B. Phys. Scrip. 1999, 59, 31.(25) Voinova, M. V.; Rodahl, M.; Jonson, M.; Kasemo, B. Phys. Scrip. 1999, 59, 31.

    26. [26]

      (26) Bloomfield, V. Biochemistry 1965, 5, 684.(26) Bloomfield, V. Biochemistry 1965, 5, 684.

    27. [27]

      (27) Hirayama, K.; Akashi, S.; Furuya, M.; Fukuhara, K. L.Biochem. Biophys. Res. Commun. 1990, 173, 639. doi: 10.1016/S0006-291X(05)80083-X(27) Hirayama, K.; Akashi, S.; Furuya, M.; Fukuhara, K. L.Biochem. Biophys. Res. Commun. 1990, 173, 639. doi: 10.1016/S0006-291X(05)80083-X

    28. [28]

      (28) Bos, O. J. M.; Labro, J. F. A.; Fischer, M. J. E.;Wilting, J.;Janssen, L. H. M. J. Biol. Chem. 1989, 264, 953.(28) Bos, O. J. M.; Labro, J. F. A.; Fischer, M. J. E.;Wilting, J.;Janssen, L. H. M. J. Biol. Chem. 1989, 264, 953.

    29. [29]

      (29) Bontempo, D.; Heredia, K. L.; Fish, B. A.; Maynard, H. D.J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15372. doi: 10.1021/ja045063m(29) Bontempo, D.; Heredia, K. L.; Fish, B. A.; Maynard, H. D.J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15372. doi: 10.1021/ja045063m

    30. [30]

      (30) Heredia, K. L.; Bontempo, D.; Ly, T.; Byers, J. T.; Halstenberg,S.; Maynard, H. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16955. doi: 10.1021/ja054482w(30) Heredia, K. L.; Bontempo, D.; Ly, T.; Byers, J. T.; Halstenberg,S.; Maynard, H. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16955. doi: 10.1021/ja054482w

    31. [31]

      (31) Liu, J.; Bulmus, V.; Herlambang, D. L.; Barner-Kowollik, C.;Stenzel, M. H.; Davis, T. P. Angew. Chem. Int. Edit. 2007, 46,3099.(31) Liu, J.; Bulmus, V.; Herlambang, D. L.; Barner-Kowollik, C.;Stenzel, M. H.; Davis, T. P. Angew. Chem. Int. Edit. 2007, 46,3099.

    32. [32]

      (32) Boyer, C.; Bulmus, V.; Liu, J.; Davis, T. P.; Stenzel, M. H.;Barner-Kowollik, C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7145. doi: 10.1021/ja070956a(32) Boyer, C.; Bulmus, V.; Liu, J.; Davis, T. P.; Stenzel, M. H.;Barner-Kowollik, C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7145. doi: 10.1021/ja070956a

    33. [33]

      (33) Cascâo Pereira, L. G.; Théodoly, O.; Blanch, H.W.; Radke, C. J.Langmuir 2003, 19, 2349. doi: 10.1021/la020720e(33) Cascâo Pereira, L. G.; Théodoly, O.; Blanch, H.W.; Radke, C. J.Langmuir 2003, 19, 2349. doi: 10.1021/la020720e

    34. [34]

      (34) Zhu,W.; Kapteijn, F.; Moulijn, J. A.; den Exter, M. C.; Jansen,J. C. Langmuir 2000, 16, 3322. doi: 10.1021/la9914007(34) Zhu,W.; Kapteijn, F.; Moulijn, J. A.; den Exter, M. C.; Jansen,J. C. Langmuir 2000, 16, 3322. doi: 10.1021/la9914007

    35. [35]

      (35) Wassell, D. T.; Hall, R. C.; Embery, G. Biomaterials 1995, 16,697. doi: 10.1016/0142-9612(95)99697-K(35) Wassell, D. T.; Hall, R. C.; Embery, G. Biomaterials 1995, 16,697. doi: 10.1016/0142-9612(95)99697-K

    36. [36]

      (36) Rabe, M.; Verdes, D.; Zimmermann, J.; Seeger, S. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 13971. doi: 10.1021/jp804532v(36) Rabe, M.; Verdes, D.; Zimmermann, J.; Seeger, S. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 13971. doi: 10.1021/jp804532v

    37. [37]

      (37) Zhu, H.; Srivastava, R.; Brown, J. Q.; McShane, M. J.Bioconjugate Chem. 2005, 16, 1451. doi: 10.1021/bc050171z(37) Zhu, H.; Srivastava, R.; Brown, J. Q.; McShane, M. J.Bioconjugate Chem. 2005, 16, 1451. doi: 10.1021/bc050171z

    38. [38]

      (38) Shu, F. R.;Wilson, G. S. Anal. Chem. 1976, 48, 1679. doi: 10.1021/ac50006a014(38) Shu, F. R.;Wilson, G. S. Anal. Chem. 1976, 48, 1679. doi: 10.1021/ac50006a014

    39. [39]

      (39) Kamin, R. A.;Wilson, G. S. Anal. Chem. 1980, 52, 1198. doi: 10.1021/ac50058a010

      (39) Kamin, R. A.;Wilson, G. S. Anal. Chem. 1980, 52, 1198. doi: 10.1021/ac50058a010

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  933
  • 文章访问数:  3500
  • HTML全文浏览量:  79
文章相关
  • 发布日期:  2012-10-17
  • 收稿日期:  2012-05-14
  • 网络出版日期:  2012-07-19
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章