基于链接反应的二茂铁功能化磁纳米粒子制备及其应用于磁控生物电催化系统的研究.pdfVIP

基于链接反应的二茂铁功能化磁纳米粒子制备及其应用于磁控 生物电催化系统的研究 * 彭如，张文晶，冉琴，鲜跃仲 ，金利通 （华东师范大学化学系，上海市中山北路3663号，200062） Tel: 021 yzxian@chem.ecnu.edu.cn 磁纳米粒子直径小于 20nm 时能展现出有趣的与尺寸相关的超顺磁性。由于低 毒和能够被外界磁场操纵，磁纳米粒子已经广泛的用于核磁共振成像，药物靶标， DNA，蛋白质和细胞的磁分离，过热和免疫序列的癌症治疗。由于其潜在的应用 价值，磁纳米粒子吸引了科学界的高度关注。链接反应是 2001 年度诺贝尔化学 奖获得者斯克里普斯（Scripps）研究所的巴利·夏普莱斯（K.B.Sharpless）教 授在 2000 年首先提出的通过杂原子连接快速、100%可靠而又具有选择性地合成 新化合物的一套合成方法。该反应条件温和、产率高、生物兼容性好，为合成功 能化的磁纳米粒子提供了极大的便利。 本文通过链接化学反应合成了氧化还原活性分子二茂铁功能化的γ-Fe O 磁 2 3 纳米粒子，该物质兼具磁性和电化学性质，可作为磁控的循环的生物电催化剂。 当外界磁场作用时，二茂铁标记的磁纳米粒子很容易固定到电极表面，生物催化 功能活性得到活化，可观察到电化学信号。相反，没有外界磁场作用时，生物催 化功能活性受到抑制，也就观察不到电化学信号(图1)。这是一种简单的、绿色 的、方便的可循环使用的生物催化剂。 在本实验中，我们用外界磁场将二茂铁 功能化的γ-Fe O 磁纳米粒子诱导到 ITO 电极上。在 0.1M PBS 缓冲溶液, 1.0 2 3 mg/mL 的葡萄糖氧化酶的条件下，催化浓度分别为0, 1.0, 3.0, 6.0和9.0 mM 的葡萄糖，如图2所示。在1.0-10.0 mM范围内，该磁控生物电催化系统的氧化 电流与葡萄糖浓度呈线性，有望应用于葡萄糖传感系统的构建。 致谢：本项目得到国家自然科学基金 ，上海市启明星跟踪计划 (09QH1400800)及教育部新世纪人才计划(NCET-09-0357)支持。 Fig.1 Reversible switch “on” and “off” Fig.2 Cyclic voltammograms of 0 (a), of ferrocene grafted Fe O nanoparticles 1.0 (b), 3.0 (c), 6.0 (d), and 9.0 mM (e) 2 3 mediated bioelectrocatalytic oxidation of glucose at ITO electrode modified with glucose via glucose oxidase by the ferrocene grafted Fe2O3 magnetic attraction/retraction magnetic nanoparticles in presence of 1.0 mg/mL nanoparticles onto the ITO electrode glucose oxidase. surface. References 1. Kolb, H. C., Finn,M. G., Sharpless, K. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2004. 2. Jimenez, J., Sheparovych, R., Pita, M., García, A. N., Dominguez, E., Minko, S., Kat