CN101393161A - 一种含氧化钛纳米片的生物敏感多层膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种含氧化钛纳米片的生物敏感多层膜及其制备方法，属于电化学生物传感器及其制备技术领域。该生物敏感多层膜由氧化钛纳米片层与生物活性物质层依次重复叠加构成，制备方法是：先制备出氧化钛纳米片，然后通过带相反电荷的氧化钛纳米片和生物活性物质间的静电作用，依次层层组装到玻碳电极表面。本发明利用层层组装方法制备的含氧化钛纳米片的生物敏感多层膜，不受需固载的生物活性物质分子大小的限制，可以实现多种生物活性物质的固定化且有较大的固定量；通过控制组装层数可以实现多层膜厚度的调控，有利于减小电荷及离子传递阻力，实现快速电极反应；本发明生物敏感多层膜修饰的玻碳电极具有灵敏的信号响应及高效的催化能力。
Description
技术领域
本发明属于电化学生物传感器及其制备技术领域，特别是涉及一种含氧化钛纳米片的生物敏感多层膜及其制备方法。
背景技术
电化学生物传感器具有性能稳定、选择性高、价格低廉、操作简便、易微型化等特点，已在临床诊断、工业控制、食品检测、药物分析、环境分析和生物芯片等诸多方面得到广泛应用。其中利用生物活性物质与电极间的直接电化学(即直接电子传递)进行检测的第三代无试剂电化学生物传感器更是备受人们关注，是当前电化学生物传感器研究领域的热点。但无试剂电化学生物传感器的灵敏度和应用范围尚存在一定的局限性，这主要是因为：(1)缺少简便高效的方法对生物活性物质进行固定；(2)大部分生物活性物质(如酶、细胞等)的活性中心在一定程度上被蛋白质所掩蔽，生物活性中心与电极之间的直接电子传递比较困难。
为了解决上述问题，人们将纳米材料引入电化学生物传感器生物敏感膜中，利用纳米材料的比表面积大、表面活性中心多、吸附能力强等优异性质，提高生物敏感膜的响应灵敏度、稳定性及抗干扰能力等性能指标。氧化钛是一种具有良好生物相容性的无机材料，它具有价格便宜、环境友好、化学和热稳定性高等优点，根据制备方法的不同氧化钛纳米材料具有不同的存在形态，如氧化钛纳米粒子、氧化钛溶胶—凝胶、氧化钛纳米管及氧化钛纳米片等，均已有在生物传感器中应用的报道。
在文献(1)Electroanalysis，2006，18：379-390中，Haiyun Lu等人将多孔的氧化钛溶胶—凝胶与血红素类蛋白(如肌红蛋白、血红蛋白、辣根过氧化物酶等)进行层层组装构成多层膜，与采用聚离子或纳米颗粒进行层层组装构成的生物敏感膜相比，含氧化钛溶胶—凝胶的多层膜中具有电化学活性的血红素类蛋白的浓度更高，催化底物时也具有更高的响应信号，作者分析这与氧化钛溶胶—凝胶的多孔结构有关。
在文献(2)Advanced Functional Materials，2007，17：1958-1965中，Ling Zhang等人将氧化钛纳米片与肌红蛋白混合溶液滴涂在玻碳电极表面，形成了肌红蛋白插层氧化钛纳米复合材料修饰的玻碳电极，研究表明插入到氧化钛层间的肌红蛋白能够与电极间进行直接电子转移，并表现出对底物H2O2的优良电催化性能。但获得肌红蛋白插层氧化钛结构的条件较苛刻，另外，采用滴涂方式也不易控制肌红蛋白插层氧化钛纳米复合材料薄膜的厚度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含氧化钛纳米片的生物敏感多层膜及其制备方法，是将带有相反电荷的氧化钛纳米片与生物活性物质通过静电作用力进行组装，从而获得一种新型生物敏感多层膜，该多层膜可用于修饰玻碳电极以构筑电化学生物传感器。
本发明生物敏感多层膜是由氧化钛纳米片层与生物活性物质层依次重复叠加构成的，多层膜的组成可描述为(氧化钛纳米片/生物活性物质)n。其中氧化钛纳米片层厚度范围为1～20nm；生物活性物质为肌红蛋白，血红蛋白、细胞色素C中的一种，生物活性物质层的厚度范围为2～15nm；n为组装的(氧化钛纳米片/生物活性物质)膜的层数，取值范围为1～8。
本发明生物敏感多层膜中氧化钛纳米片的化学组成为Ti1-δO2 δ-；1-δ为+4价钛离子的摩尔分数，δ-为氧化钛纳米片所带负电荷；钛氧八面体通过共边形成片状结构，其厚度为0.6～5nm，径向尺寸为30～500nm。
本发明生物敏感多层膜的制备方法是：先制备出氧化钛纳米片，然后通过带相反电荷的氧化钛纳米片和生物活性物质间的静电作用，依次层层组装到玻碳电极表面，具体工艺步骤为：
将玻碳电极清洗干净，然后用N2吹干；将该电极浸入到20～30g/L的聚二烯丙基氯化铵水溶液或聚苯乙烯基磺酸钠水溶液中15～30分钟后取出，用蒸馏水清洗，用N2吹干；将该处理过的电极浸入浓度为0.5～2.0g/L的氧化钛纳米片溶胶中15～30分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干；再将该电极浸入到浓度为0.5～6.0g/L的生物活性物质水溶液中10～30分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，完成一层(氧化钛纳米片/生物活性物质)膜的制备；重复以上步骤，制备出(氧化钛纳米片/生物活性物质)n多层膜。上述生物活性物质为肌红蛋白、血红蛋白、细胞色素C中的一种。
生物活性物质的水溶液均采用蒸馏水配制。
所述的氧化钛纳米片的制备：按照Cs2CO3/TiO2摩尔比为1/5.2～1/5.5的比例将Cs2CO3和TiO2置于玛瑙研钵中，快速研磨10～30分钟，将混合粉末放入Al2O3坩埚中，在马福炉中以5～10℃/分钟的速率升至600～800℃并恒温加热1～3小时除去CO2；自然冷却至室温后将粉末再次用玛瑙研钵研磨10～30分钟，在600～800℃煅烧20～30小时；冷却至室温后再次重复研磨与煅烧过程，生成非化学计量比的碱金属钛酸盐CsxTi2-x/4□x/4O4(x为0.67～0.7，□为空位)固体粉末。按照HCl溶液体积/碱金属钛酸盐固体粉末质量为100～120mL/g的比例，将碱金属钛酸盐分散到1～3mol/L的HCl水溶液中，搅拌反应15～24小时后抽滤，重复2～3次，再用蒸馏水清洗固体沉淀至pH值为6.5～7.0，可得到质子型钛酸盐HxTi2-x/4□x/4O4·H2O(x为0.67～0.7，□为空位)。按照四丁基氢氧化铵水溶液体积/质子型钛酸盐质量为100～250mL/g的比例将质子型钛酸盐分散到0.015～0.025mol/L的四丁基氢氧化铵水溶液中，搅拌反应10～15天，将所得悬浮液以7000～10000转/分钟的转速离心2次，每次20～30分钟，上层半透明液体即为氧化钛纳米片溶胶。
本发明多层膜的组装过程可采用日本岛津UV-2501PC型紫外—可见分光光度计进行监测，不同组装层数的(氧化钛纳米片/肌红蛋白)n多层膜的紫外—可见分光光度测试结果如图1所示。在262.5nm处出现了明显的氧化钛纳米片的特征吸收峰，且吸收峰强度随组装层数的增加而增加；多层膜中肌红蛋白的Soret吸收带出现在410.5nm处，与纯肌红蛋白溶液的吸收带位置十分接近，并且也同样随组装层数的增加而增加，表明多层膜的组装过程是连续均匀的。
采用日本日立S-4700场发射扫描电镜可对(氧化钛纳米片/生物活性物质)n多层膜的形貌及厚度进行表征。(氧化钛纳米片/肌红蛋白)7多层膜的截面图如图2所示，从图中可以看出，多层膜厚度较均一，7层膜的平均厚度为35～40nm，由此计算出每一(氧化钛纳米片/肌红蛋白)膜的厚度为5～6nm，与文献中其他无机纳米材料与肌红蛋白组装的膜相比(见表1)厚度较薄，这使电极—生物活性物质间的电子传递及电极—溶液间的离子传输限制减小，有利于促进电极反应的快速进行。
表1.不同无机纳米材料与肌红蛋白组装的(无机纳米材料/肌红蛋白)膜厚度
注：文献(3)Electroanalysis，2004，16：1121-1131。
本发明的效果可以从本发明生物敏感多层膜修饰的电极制作的电化学生物传感器看出。将本发明生物敏感多层膜修饰的玻碳电极作为工作电极，铂丝为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，组成电化学生物传感器。将该电化学生物传感器的三电极体系置于pH值为5.0～8.0的磷酸盐缓冲溶液中，采用上海辰华仪器公司CHI660B型电化学工作站对其进行电化学性能的表征。(氧化钛纳米片/肌红蛋白)n多层膜修饰玻碳电极的电化学循环伏安测试结果如图3所示，氧化钛纳米片能够有效促进肌红蛋白与电极间的直接电子转移，随着组装层数的增加，循环伏安曲线中氧化峰与还原峰强度不断增大，但增加趋势有所减缓。
(氧化钛纳米片/肌红蛋白)3多层膜修饰玻碳电极对H2O2催化效应的测试结果如图4所示，随着底液中H2O2浓度的增大，循环伏安曲线的还原峰电流也随之增大，还原峰电流与H2O2浓度的关系曲线如图5所示，修饰电极催化H2O2的线性范围为1～100μmol/L，相关系数为0.9997，根据图5中的曲线斜率计算出多层膜中肌红蛋白催化H2O2的灵敏度为0.616A·L/(mol·cm2)。与其它无机纳米材料与肌红蛋白组装的生物敏感多层膜相比(见表2)，(氧化钛纳米片/肌红蛋白)3多层膜修饰电极对H2O2的催化效率较其它多层膜修饰电极高2～10倍，这说明本发明(氧化钛纳米片/肌红蛋白)n多层膜修饰电极对H2O2具有十分灵敏的响应和高效的催化能力。
表2.不同生物敏感多层膜对H2O2的催化效率
(扫描速度：0.1V/s；H2O2浓度：50μmol/L)
注：文献(4)The Journal of Physical Chemistry B，2006，110：2171-2179。
文献(5)The Journal of Physical Chemistry B，2005，109：10464-10473。
本发明的特点及效果在于：本发明利用层层组装方法制备的含氧化钛纳米片的生物敏感多层膜，不受需固载的生物活性物质分子大小的限制，可以实现多种生物活性物质的固定化且有较大的固定量；由于氧化钛纳米片厚度较薄，因此每一(氧化钛纳米片/生物活性物质)膜的厚度也较薄，并且通过控制组装层数可以实现多层膜厚度的调控，有利于减小电荷及离子传递阻力，实现快速电极反应；此外，本发明生物敏感多层膜修饰的电极具有灵敏的信号响应及高效的催化能力。
附图说明
图1.不同层数(氧化钛纳米片/肌红蛋白)n多层膜的紫外—可见光谱图。其中，横坐标—波长，单位为纳米(nm)；纵坐标—吸光度，无单位。
图2.(氧化钛纳米片/肌红蛋白)7多层膜横截面的场发射扫描电镜图。
图3.不同层数(氧化钛纳米片/肌红蛋白)n多层膜修饰的玻碳电极的循环伏安图。其中，横坐标—电压，单位为伏特(V)，相对于Ag/AgCl电极；纵坐标—电流，单位为微安(μA)。
图4.(氧化钛纳米片/肌红蛋白)3多层膜修饰的玻碳电极在浓度为(a)0，(b)1，(c)5，(d)10，(e)20，(f)40，(g)70和(h)100μmol/L的H2O2溶液中的循环伏安曲线。其中，横坐标—电压，单位为伏特(V)，相对于Ag/AgCl电极；纵坐标—电流，单位为微安(μA)。
图5.(氧化钛纳米片/肌红蛋白)3多层膜修饰玻碳电极对H2O2的催化电流与H2O2浓度的关系曲线。其中，横坐标—过氧化氢的浓度，单位为微摩尔/升(μM/L)；纵坐标—电流，单位为微安(μA)。
具体实施方式：
实施例1：
A.氧化钛纳米片的制备：将3.26g(0.01mol)的Cs2CO3和4.16g(0.052mol)的TiO2置入玛瑙研钵中，快速研磨10分钟；将混合粉末放入Al2O3坩埚中，再在马福炉中以10℃/分钟的速率升至800℃恒温加热3小时去除CO2；冷却至室温后将粉末再次用玛瑙研钵研磨30分钟，在800℃煅烧30小时。冷却至室温后再次重复研磨与煅烧过程，生成非化学计量比的碱金属钛酸盐CsxTi2-x/4□x/4O4固体粉末(x为0.7，□为空位)。称量2.0g碱金属钛酸盐固体粉末分散到200mL1mol/L的HCl溶液中，搅拌15小时后抽滤，重复3次，用蒸馏水清洗固体沉淀至pH值为7.0，可得到质子型钛酸盐HxTi2-x/4□x/4O4·H2O(x为0.7，□为空位)。称取1g质子型钛酸盐分散到200mL0.017mol/L的四丁基氢氧化铵溶液中，搅拌反应10天，将所得悬浮液以10000转/分钟的转速离心2次，每次20分钟，上层半透明液体即为氧化钛纳米片溶胶，用蒸馏水稀释至浓度为0.5g/L备用。
B.(氧化钛纳米片/肌红蛋白)3多层膜的制备：将玻碳电极清洗干净，然后用N2吹干；将该电极浸入到20g/L的聚二烯丙基氯化铵水溶液20分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干；将该处理好的电极浸入浓度为0.5g/L氧化钛纳米片溶胶中20分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，再将该电极浸入到浓度为6.0g/L的肌红蛋白溶液中20分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，完成一层(氧化钛纳米片/肌红蛋白)膜的制备；重复以上步骤，可以制备出(氧化钛纳米片/肌红蛋白)3多层膜。采用日本岛津UV-2501PC型紫外—可见分光光度计对多层膜的组装过程进行检测，表明组装过程是连续均匀的。
将本发明(氧化钛纳米片/肌红蛋白)3多层膜修饰的玻碳电极作为工作电极，铂丝为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，组成电化学生物传感器。实验温度为20℃，测试体系为pH＝6.5的磷酸盐缓冲溶液。图3的循环伏安测试结果表明氧化钛纳米片有效地促进了肌红蛋白与电极之间的直接电子转移；(氧化钛纳米片/肌红蛋白)3多层膜修饰玻碳电极对H2O2的响应如图4所示，该修饰电极检测H2O2的线性范围为1～100μmol/L(如图5所示)，灵敏度为0.616A·L/(mol·cm2)；对同一批制备的5支电极，其催化20μmol/L的H2O2响应电流的相对标准偏差为1.2％，表明(氧化钛纳米片/肌红蛋白)3多层膜修饰玻碳电极具有良好的重现性；将修饰电极在4℃放置于空气中保存两个月后，测试其对H2O2的响应，仍保持初始响应信号的81％，同时，肌红蛋白的直接电化学行为也均能实现。
实施例2：
A.氧化钛纳米片的制备方法同实施例1。
B.(氧化钛纳米片/肌红蛋白)5多层膜的制备：将玻碳电极清洗干净，然后用N2吹干；将该电极浸入到20g/L的聚二烯丙基氯化铵水溶液10分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干；将该处理好的电极浸入浓度为0.5g/L氧化钛纳米片溶胶中10分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，再将该电极浸入到浓度为2.0g/L的肌红蛋白溶液中10分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，完成一层(氧化钛纳米片/肌红蛋白)膜的制备；重复以上步骤，可以制备出(氧化钛纳米片/肌红蛋白)5多层膜。采用日本岛津UV-2501PC型紫外—可见分光光度计对多层膜的组装过程进行检测表明组装过程是连续均匀的。
将本发明(氧化钛纳米片/肌红蛋白)5多层膜修饰的玻碳电极作为工作电极，铂丝为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，组成电化学生物传感器。实验温度为20℃，测试体系为pH＝6.5的磷酸盐缓冲溶液。循环伏安测试结果表明氧化钛纳米片有效地促进了肌红蛋白与电极之间的直接电子转移；(氧化钛纳米片/肌红蛋白)5多层膜修饰玻碳电极对H2O2响应的线性范围为1～80μmol/L，灵敏度为0.565A·L/(mol·cm2)；对同一批制备的5支电极，其催化20μmol/L的H2O2响应电流的相对标准偏差为1.5％，表明(氧化钛纳米片/肌红蛋白)5多层膜修饰玻碳电极具有良好的重现性；将修饰电极在4℃放置于空气中保存两个月后，测试其对H2O2的响应，仍保持初始响应信号的78％，同时，肌红蛋白的直接电化学行为也均能实现。
实施例3：
A.氧化钛纳米片的制备：将3.26g(0.01mol)的Cs2CO3和4.40g(0.055mol)的TiO2置入玛瑙研钵中，快速研磨30分钟；将混合粉末放入Al2O3坩埚中，再在马福炉中以5℃/分钟的速率升至600℃恒温加热3小时去除CO2；自然冷却至室温后将粉末再次用玛瑙研钵研磨20分钟，在700℃煅烧20小时。冷却至室温后再次重复研磨与煅烧过程，生成非化学计量比的碱金属钛酸盐CsxTi2-x/4□x/4O4(x为0.67，□为空位)固体粉末。称量2.0g碱金属钛酸盐固体粉末分散到240mL1mol/L的HCl溶液中，搅拌24小时后抽滤，重复2次，用蒸馏水清洗固体沉淀至pH值为6.5，可得到质子型钛酸盐HxTi2-x/4□x/4O4·H2O(x为0.67，□为空位)。称取1g质子型钛酸盐分散到100mL 0.02mol/L的四丁基氢氧化铵溶液中，搅拌反应15天，将所得悬浮液以10000转/分钟的转速离心2次，每次30分钟，上层半透明液体即为氧化钛纳米片溶胶，用蒸馏水稀释至浓度为1.5g/L备用。
B.(氧化钛纳米片/细胞色素C)3多层膜的制备：将玻碳电极清洗干净，然后用N2吹干；将该电极浸入到20g/L的聚二烯丙基氯化铵水溶液10分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干；将该处理好的电极浸入浓度为1.5g/L氧化钛纳米片溶胶中10分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，再将该电极浸入到浓度为2.0g/L的细胞色素C溶液中10分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，完成一层(氧化钛纳米片/细胞色素C)膜的制备；重复以上步骤，可以制备出(氧化钛纳米片/细胞色素C)3多层膜。
采用紫外—可见分光光度计对(氧化钛纳米片/细胞色素C)3多层膜的组装过程进行监测，结果显示该多层膜在262.5nm处出现了明显的氧化钛特征吸收峰，且吸收峰强度随组装层数的增加而增长；多层膜中细胞色素C的Soret吸收带出现在410.5nm处，与纯细胞色素C溶液的吸收带位置十分接近，并且也同样随组装层数的增加而增加，表明多层膜的组装过程是连续均匀的。
将利用本发明修饰的玻碳电极作为工作电极，铂丝为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，组成电化学生物传感器。实验温度为20℃，测试体系为pH＝6.0的磷酸盐缓冲溶液。循环伏安测试表明氧化钛纳米片有效地促进了细胞色素C与电极之间的直接电子转移；采用循环伏安法检测(氧化钛纳米片/细胞色素C)3多层膜修饰电极对H2O2的响应，对H2O2响应的线性范围为1～100μmol/L，灵敏度为0.495A·L/(mol·cm2)。对同一批制备的5支电极，其催化20μmol/L的H2O2响应电流的相对标准偏差为1.6％，表明(氧化钛纳米片/细胞色素C)3多层膜修饰电极具有良好的重现性；将修饰电极在4℃放置于空气中保存两个月后，测试其对H2O2的响应，仍保持初始响应信号的80％，同时，细胞色素C的直接电化学行为也均能实现。
实施例4：
A.氧化钛纳米片的制备方法同实施例3。
B.(氧化钛纳米片/血红蛋白)3多层膜的制备：将玻碳电极清洗干净，然后用N2吹干；将该电极浸入到20g/L的聚二烯丙基氯化铵水溶液20分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干；将该处理好的电极浸入浓度为1.5g/L氧化钛纳米片溶胶中20分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，再将该电极浸入到浓度为5.0g/L的血红蛋白溶液中20分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，完成一层(氧化钛纳米片/血红蛋白)膜的制备；重复以上步骤，可以制备出(氧化钛纳米片/血红蛋白)3多层膜。
采用紫外—可见分光光度计对(氧化钛纳米片/血红蛋白)3多层膜的组装过程进行监测，结果显示该多层膜在262.5nm处出现了明显的氧化钛特征吸收峰，且吸收峰强度随组装层数的增加而增加；多层膜中血红蛋白的Soret吸收带出现在410nm处，与纯血红蛋白溶液的吸收带位置十分接近，并且也同样随组装层数的增加而增加，表明多层膜的组装过程是连续均匀的。
将本发明(氧化钛纳米片/血红蛋白)3多层膜修饰的玻碳电极作为工作电极，铂丝为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，组成电化学生物传感器。实验温度为20℃，测试体系为pH＝6.5的磷酸盐缓冲溶液。循环伏安法测试表明氧化钛纳米片有效地促进了血红蛋白与电极之间的直接电子转移；循环伏安法检测(氧化钛纳米片/血红蛋白)3多层膜修饰电极对H2O2的响应，对H2O2响应的线性范围为1～100μmol/L，灵敏度为0.598A·L/(mol·cm2)。对同一批制备的5支电极，其催化20μmol/L的H2O2响应电流的相对标准偏差为1.7％，表明(氧化钛纳米片/血红蛋白)3多层膜修饰电极具有良好的重现性；将修饰电极在2℃放置于空气中保存两个月后，测试其对H2O2的响应，仍保持初始响应信号的78％，同时，血红蛋白的直接电化学行为也均能实现。
Claims (5)
1.一种含氧化钛纳米片的生物敏感多层膜，其特征在于，该生物敏感多层膜是由氧化钛纳米片层与生物活性物质层依次重复叠加构成的，多层膜的组成可描述为(氧化钛纳米片/生物活性物质)n。其中氧化钛纳米片层厚度范围为1～20nm；生物活性物质为肌红蛋白，血红蛋白、细胞色素C中的一种，生物活性物质层的厚度范围为2～15nm；n为组装的(氧化钛纳米片/生物活性物质)膜的层数，取值范围为1～8。
2.一种如权利要求1所述的含氧化钛纳米片的生物敏感多层膜，其特征在于，氧化钛纳米片的化学组成为Ti1-δO2 δ-；1-δ为+4价钛离子的摩尔分数，δ-为氧化钛纳米片所带负电荷；钛氧八面体通过共边形成片状结构，其厚度为0.6～5nm，径向尺寸为30～500nm。
3.一种制备如权利要求1或2所述的生物敏感多层膜的方法，其特征在于，通过带有相反电荷的氧化钛纳米片和生物活性物质间的静电作用，依次层层组装到玻碳电极表面，工艺步骤为：
将玻碳电极清洗干净，然后用N2吹干；将该电极浸入到20～30g/L的聚二烯丙基氯化铵水溶液或聚苯乙烯基磺酸钠水溶液中15～30分钟后取出，用蒸馏水清洗，用N2吹干；将该处理过的电极浸入浓度为0.5～2.0g/L的氧化钛纳米片溶胶中15～30分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干；再将该电极浸入到浓度为0.5～6.0g/L的生物活性物质水溶液中10～30分钟后取出，用蒸馏水冲洗，用N2吹干，完成一层(氧化钛纳米片/生物活性物质)膜的制备；重复以上步骤，制备出(氧化钛纳米片/生物活性物质)n多层膜。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的生物活性物质为肌红蛋白、血红蛋白、细胞色素C中的一种；生物活性物质的水溶液均采用蒸馏水配制。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的氧化钛纳米片的制备：按照Cs2CO3/TiO2摩尔比为1/5.2～1/5.5的比例将Cs2CO3和TiO2置于玛瑙研钵中，研磨10～30分钟，将混合粉末放入Al2O3坩埚中，在马福炉中以5～10℃/分钟的速率升至600～800℃并恒温加热1～3小时除去CO2；自然冷却至室温后将粉末再次用玛瑙研钵研磨10～30分钟，在600～800℃煅烧20～30小时；冷却至室温后再次重复研磨与煅烧过程，生成非化学计量比的碱金属钛酸盐CsxTi2-x/4□x/4O4固体粉末，x为0.67～0.7，□为空位；按照HCl溶液体积/碱金属钛酸盐固体粉末质量为100～120mL/g的比例，将碱金属钛酸盐分散到1～3mol/L的HCl水溶液中，搅拌反应15～24小时后抽滤，重复2～3次，再用蒸馏水清洗固体沉淀至pH值为6.5～7.0，得到质子型钛酸盐HxTi2-x/4□x/4O4·H2O，x为0.67～0.7，□为空位；按照四丁基氢氧化铵水溶液体积/质子型钛酸盐质量为100～250mL/g的比例将质子型钛酸盐分散到0.015～0.025mol/L的四丁基氢氧化铵水溶液中，搅拌反应10～15天，将所得悬浮液以7000～10000转/分钟的转速离心2次，每次20～30分钟，上层半透明液体为氧化钛纳米片溶胶。
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