[發(fā)明專利]電沉積殼聚糖－染料－酶復(fù)合膜制備修飾電極的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810063031.6
• 申請日: 2008-07-07
• 公開（公告）號: CN101308112A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 奚鳳娜;林賢福
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物傳感器中電極的制備方法，尤其涉及一種電沉積殼聚糖-染料-酶復(fù)合膜制備修飾電極的方法。

背景技術(shù)

修飾電極作為生物傳感器中的重要部件，其制備方法對生物傳感器的性能有很大影響。

過氧化物酶修飾電極在食品生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值，是酶電極和生物傳感器研究的重點。由于過氧化物酶的氧化還原中心較難與電極發(fā)生直接電子傳遞，人們通常引入電子傳遞媒介體促進(jìn)酶與電極間的電子傳遞。然而，電子傳遞媒介體在溶液中的酶電極在使用時存在諸多不便，這種缺點在原位分析或在線檢測時尤其突出。實現(xiàn)酶和電子傳遞媒介體共固定，發(fā)展無試劑的辣根過氧化物酶生物傳感器是生物傳感器研究的重要方向。

小分子有機(jī)染料是性能優(yōu)良的電子傳遞媒介體，可有效促進(jìn)過氧化物酶與電極間的電子傳遞。開展染料電子傳遞媒介體與辣根過氧化物酶的共固定方法研究至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是提供一種條件溫和，復(fù)合膜厚度、染料電子傳遞媒介體固定量、酶固定量可控的電沉積殼聚糖-染料-酶復(fù)合膜制備修飾電極的方法。

一種電沉積殼聚糖-染料-酶復(fù)合膜制備修飾電極的方法，將陰電極置入含有殼聚糖、染料電子傳遞媒介體和過氧化物酶的混合酸性溶液中，通電進(jìn)行電沉積，殼聚糖、染料電子傳遞媒介體和酶附著在陰電極表面，得到修飾電極。

所述的混合溶液的配置方法如下：

a)將殼聚糖溶于質(zhì)量百分比濃度為0.5-2.0％的鹽酸溶液中，得到溶液A；

得到的溶液A中殼聚糖的質(zhì)量百分比濃度為0.5-4.0％；

b)向溶液A中加入染料電子傳遞媒介體，磁力攪拌1-3小時后，超聲分散10-30分鐘，得到溶液B；

所述的染料電子傳遞媒介體為茜素紫、亞甲基蘭、耐爾蘭或中性紅；

在得到的溶液B中，所述的染料電子傳遞媒介體的濃度為0.05mg/mL-0.5mg/mL；

c)向溶液B中加入過氧化物酶，超聲分散10-30分鐘，得到混合酸性溶液；

在得到的混合酸性溶液中，所述的過氧化物酶的濃度為0.01-2mg/mL。

所述的過氧化物酶，具體可采用辣根過氧化物酶、蘆筍過氧化物酶或馬鈴薯過氧化物酶。

所述的陰電極為金、鉑、玻碳、導(dǎo)電玻璃或半導(dǎo)體材料。

所述的電沉積時間為1-20分鐘，陰電極電位為-0.5?V～-2V。

本發(fā)明方法一般均可在常溫下操作。

殼聚糖是來源豐富的天然聚合物，是環(huán)境可再生資源，具有良好的生物相容性。殼聚糖分子中大量的活性氨基可在酸性溶液中質(zhì)子化，使殼聚糖溶于酸性溶液。當(dāng)溶液酸度降低時，殼聚糖分子中的氨基逐步去質(zhì)子化，在堿性溶液中，殼聚糖不溶于水。

作為一種天然聚合物，殼聚糖具有良好的生物相容性，是性能優(yōu)良的酶固定化載體。酶在殼聚糖基質(zhì)中具有高的活性和良好的穩(wěn)定性。同時，染料電子傳遞媒介體可有效促進(jìn)過氧化氫酶與電極材料間的電子傳遞，制備的無試劑電極使用方便。基于生物相容性的基質(zhì)和電子傳遞媒介體的共固定化，殼聚糖-染料-酶復(fù)合膜修飾電極可具有良好的電化學(xué)性能和穩(wěn)定性。

本發(fā)明在殼聚糖、染料電子傳遞媒介體、酶混合溶液中一步電沉積制備復(fù)合膜。將電極作為陰極插入到殼聚糖、染料電子傳遞媒介體和酶的混合溶液中，通電后，溶液中的氫離子在陰極被還原成氫氣導(dǎo)致陰極表面pH值逐漸增加，并在溶液中形成一定的pH梯度。根據(jù)殼聚糖的溶解性與溶液酸度有關(guān)這一特性，當(dāng)電極附近溶液pH值高于殼聚糖pKa時，殼聚糖變?yōu)椴蝗軤顟B(tài)并沉積在陰電極表面。在殼聚糖溶液中加入染料電子傳遞媒介體和酶，可一步在電極表面電沉積得到殼聚糖-染料-酶復(fù)合膜，即得到了修飾電極，利用該修飾電極構(gòu)建的無試劑生物傳感器使用方便、響應(yīng)快，穩(wěn)定性好。

與常規(guī)滴涂法制備生物傳感器等方法相比，本發(fā)明電沉積殼聚糖-染料-酶復(fù)合膜制備修飾電極的方法，反應(yīng)條件溫和，復(fù)合膜厚度、染料電子傳遞媒介體固定量、酶固定量可控。

具體實施方式

實施例1

將殼聚糖溶于質(zhì)量百分比濃度為0.5％的鹽酸溶液中，得到溶液A；

得到的溶液A中，殼聚糖的質(zhì)量百分比濃度為0.5％；

向溶液A中加入染料電子傳遞媒介體亞甲基蘭，磁力攪拌3小時，超聲30分鐘后得到溶液B；

得到的溶液B中，亞甲基蘭濃度為0.2mg/mL；

向溶液B中加入辣根過氧化物酶，超聲15分鐘后得到混合酸性溶液；

得到的混合酸性溶液中，辣根過氧化物酶的濃度為0.5mg/mL；