一种快速制备纳米银颗粒的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种快速制备纳米银颗粒的方法及其在生物传感器中的应用。
【背景技术】
[0002]纳米银粒子由于其良好的导电性，在微电子领域占有极其重要的地位。纳米粒子可以显示出一些特殊的性质，如:表面效应、体积效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等。使得纳米粒子具有一些独特的性能，在材料学(如磁性材料、光学材料、电子材料以及高强度高密度材料的烧结)、催化和传感等方面有着广阔的应用前景。
[0003]过氧化氢不仅是许多工业过程的中间物，还是生物体内很多酶氧化反应的副产物，跟许多生理过程有关。因此高效灵敏地检测过氧化氢在工业、制药、生物、环境监测等领域具有重要的意义。检测过氧化氢有许多方法，例如光谱法、滴定法、电化学法。采用传感器法对过氧化氢进行检测具有操作简单、灵敏度高、专一性强等特点。与酶传感器相比，无酶传感器不需引入酶就能对某些生物分子进行电化学催化、产生可检测信号。无酶传感器由于没有引入酶，一方面，它不涉及酶的专一性催化反应，因此对构建材料的要求比较高；但另一方面，它有成本低，检测条件宽泛，具有很好的可重复性以及长期稳定性等特点。金属银对H2O2分解具有催化作用，可催化H2O2分解成H2O和02。纳米银具有体积小、比表面积大等特点，可作为一种电极材料制备过氧化氢无酶传感器用于过氧化氢的检测。现有的制备纳米银颗粒的方法有气相蒸发法、溅射法、反相微乳液法、电解法、化学还原法、超声化学沉淀法、辐射合成法、光化学沉淀法等。其中，化学还原法具有操作简单，但合成时间长，粒径难以调控。孙宗招等报道了明胶纳米银的一锅式合成及其高效催化性能的研究(化学传感器，2014，34 (1):17)，制备的纳米银有良好的催化活性，但是反应时间仍然较长(需要8小时)。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题在于提供一种快速制备纳米银颗粒的新方法，由该方法制备的纳米银颗粒，粒径分布均匀，分散性较好，不易团聚。并将其用于制备一种过氧化氢无酶传感器，该传感器可快速，准确的检测过氧化氢，稳定性较好。
[0005]有鉴于此，本发明提供一种制备纳米银颗粒的方法及其应用，包括:
a)在室温条件下，将硝酸银溶于胶原蛋白水解物溶液中，胶原蛋白水解物的浓度为1-30% ；
b)在室温条件下，将氨水加入抗坏血酸溶液中，得到pH为7-12的溶液；
c)在磁力搅拌条件下，向步骤a所述溶液中加入步骤b所述溶液，反应一段时间，硝酸银与抗坏血酸的摩尔比为1-3:1;
d)在磁力搅拌条件下，向步骤a所述溶液中加入pH为7的步骤b所述溶液，反应一段时间，反应温度为25°C -90°C，硝酸银与抗坏血酸的摩尔比为2:1。
[0006]进一步的，可以将所制备的纳米银颗粒与多孔碳复合，制备出胶原蛋白水解物/纳米银/多孔碳复合物。
[0007]本发明所制备的胶原蛋白水解物/纳米银/多孔碳复合物主要应用于制备过氧化氢无酶传感器。
[0008]优选的反应体系的pH值为11。
[0009]优选地，其特征在于，步骤a、b、c中所述温度均为室温。
[0010]优选地，其特征还在于，步骤c所示的反应体系的pH为10-12。
[0011]优选地，步骤c中所示的反应时间为10-20分钟。
[0012]优选地，其特征在于，步骤d所示的反应体系的温度为60°C -70°C。通常反应体系PH值和反应温度会直接影响到银的生成速度，生成的速度过快会导致银的颗粒团聚，所以为了制备纳米银需要控制体系的PH值和反应温度。这里采用胶原蛋白水解物作为分散剂和保护剂，可以防止纳米银颗粒团聚，使其分散均匀，并加速反应的进行，提高纳米银的合成速度。
[0013]本发明提供了一种快速制备纳米银颗粒的新方法，该方法采用化学还原法制备纳米银。提出了用胶原蛋白水解物作为分散剂和保护剂，快速制备纳米银颗粒，可以在加速银生成的同时，防止的传统方法造成的团聚现象；水解胶原蛋白的加入也有利于纳米银的形成。所制备的纳米银颗粒粒径分布均匀，分散性较好。并将所合成的纳米银颗粒用于过氧化氢无酶传感器的制备。制备出了一种胶原蛋白水解物/纳米银/多孔碳/戊二醛复合膜作为电极材料。经电化学性能测试后发现，所制备的过氧化氢传感器性能良好，对抗坏血酸、尿酸、葡萄糖、多巴胺等均无催化响应，在室温下贮存30天后，对过氧化氢的催化响应能够维持在初始值的99%以上。所以证明其对过氧化氢的响应有着专一性，稳定性较好，可快速，准确的检测过氧化氢。
【附图说明】
[0014]图1反应体系pH值为11时，做合成的纳米银颗粒的透射电镜图，图中可以看出，所合成的纳米银颗粒粒径分布均匀，在10~20nm之间，且分散均匀；
图2反应体系温度在60°C时，所合成的纳米银颗粒的透射电镜图，途中可以看出，所合成的纳米银颗粒粒径分布均匀，在20~40nm之间，且分散均匀。
【具体实施方式】
[0015]若未特别说明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0016]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0017]实施例1
(1)取0.2g胶原蛋白水解物于1mL蒸馏水中，充分溶胀后，升温至60°C，待溶解完全后，停止加热，制备出胶原蛋白水解物水溶液；
(2)取0.176g抗坏血酸溶于1mL蒸馏水中，配制成抗坏血酸溶液，在用氨水将溶液的pH值调为7 ;
(3)在磁力搅拌条件下，将1mL抗坏血酸溶液滴加入1ml溶有硝酸银的胶原蛋白水解物溶液中，滴加结束后继续搅拌反应15分钟，反应温度为室温；
(4)在所制备的含有纳米银颗粒的溶液中，取0.5mL于小瓶中，再加入0.5ml蒸馏水，再取2mg多孔碳加入其中，混合，超声分散均匀。制备出胶原蛋白水解物/纳米银/多孔碳复合物；
(5)取10μ L所制备的胶原蛋白水解物/纳米银/多孔碳复合物滴涂与玻碳电极表面，晾干后，滴涂10 μ L戊二醛溶液与表面，作为交联剂，制备出了过氧化氢无酶传感器。
[0018]实施例2
(1)取0.2g胶原蛋白水解物于1mL蒸馏水中，充分溶胀后