[發明專利]基于電子媒介體硒雜二茂鐵的葡萄糖電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201110134758.0
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN102297886A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 陳國松;耿燕;景蘇;金青;黃穎;李成東
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;C12Q1/26
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明涉及一種以硒雜二茂鐵衍生物和葡萄糖氧化酶為關鍵修飾物的葡萄糖電極及其制備方法和應用，屬于電分析化學檢測技術領域。

背景技術

生物傳感器是由生物識別原件和換能器兩個部分組成的分析工具或系統，其中生物識別元件包括酶、抗體、微生物等生物活性物質。這些活性物質被固定在一定基質里，并且與適當的轉換器密切接觸。當被測物通過擴散進入到生物敏感膜層中，經分子識別、發生生化反應以后，所產生的信息被相應的換能器轉化為定量的物理信號如光、電等，從而實現對特定底物的快速檢測。電化學生物傳感器是以電化學傳感器作為基礎電極與生物活性材料組成的生物傳感器，簡稱生物電極。電化學生物傳感器主要包括酶電極、微生物電極、免疫電極、組織電極、細胞器電極和DNA電極等，其中酶電極的發展在生物傳感器領域最具有代表性。生物傳感器的研究經歷了三個發展階段即第一代生物傳感器以氧為中繼體的電催化，第二代生物傳感器基于人造媒介體的電催化，第三代生物傳感器的直接電催化。利用人為加入具有電催化作用的電子媒介體，在酶與電極之間傳遞電子是第二代生物傳感器的一大特點，其中電子媒介體的性質是傳感器性能的決定性因素之一。但是，現有葡萄糖電極穩定性差，靈敏度不高，亟需一種催化性能好，穩定性高，對葡萄糖的檢測靈敏度顯著提高的葡萄糖電極。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于電子媒介體硒雜二茂鐵的葡萄糖電極，具體利用硒雜二茂鐵、葡萄糖氧化酶共同修飾的玻碳電極作為葡萄糖傳感器。本發明通過硒雜二茂鐵良好的氧化還原作用降低傳感器的工作電壓，顯著提高傳感器對葡萄糖的響應靈敏度。

本發明的另一個目的是提供該葡萄糖電極的制備方法。

本發明的目的是通過以下方式實現的：

一種基于電子媒介體硒雜二茂鐵的葡萄糖電極，該葡萄糖電極包括媒介體層和酶反應層，所述的媒介體層為硒雜二茂鐵媒介體層，其中，媒介體硒雜二茂鐵選用FcSeSeFc、FcSeCH₂SeFc和FcSe₃中的一種，硒雜二茂鐵質量百分含量為媒介體復合修飾劑的8％～9.6％。

媒介體復合修飾劑是用硒雜二茂鐵乙腈溶液、表面活性劑水溶液和Nafion水溶液混合制備得到。所述的表面活性劑優選為聚乙烯基吡咯烷酮、司班60、吐溫20或OP中的一種，質量百分含量為媒介體復合修飾劑的2.7％～12.5％。所述的Nafion水溶液中Nafion質量百分含量為媒介體復合修飾劑的1.35％～8.33％。

本發明所述的酶反應層由葡萄糖氧化酶(glucose?oxidase)、牛血清白蛋白與戊二醛交聯制備得到。酶反應層優選由體積比為1～3∶2～3∶1～2的葡萄糖氧化酶溶液、質量百分濃度為1％的牛血清白蛋白溶液和質量百分濃度為1％的戊二醛溶液混合制成。葡萄糖氧化酶溶液是用pH?6.0～7.0的磷酸鹽緩沖溶液制成2000～2500活力單位/mL的葡萄糖氧化酶溶液；質量百分比濃度為1％的牛血清白蛋白溶液和質量百分比濃度為1％的戊二醛溶液分別用pH?6.0～7.0的磷酸鹽緩沖溶液配制。

一種基于電子媒介體硒雜二茂鐵的葡萄糖電極的制備方法，包括電極的預處理，該方法包括以下步驟：

a.在預處理后的玻碳電極表面滴加硒雜二茂鐵電子媒介體復合修飾劑，使其完全覆蓋玻碳電極，晾干，得到表面覆蓋電子媒介體硒雜二茂鐵層的玻碳電極；硒雜二茂鐵質量百分含量為媒介體復合修飾劑的8％～9.6％。

b.將葡萄糖氧化酶和牛血清白蛋白與戊二醛交聯后修飾在硒雜二茂鐵層上，在0～4℃下干燥18～24h，在電極表面形成一層均勻的復合膜，即制得修飾玻碳電極。

上述基于電子媒介體硒雜二茂鐵的葡萄糖電極的制備方法具體包括以下步驟：

a.在預處理后的玻碳電極上滴加硒雜二茂鐵電子媒介體復合修飾劑，使其完全覆蓋玻碳電極，晾干，得到表面覆蓋電子媒介體層的玻碳電極；

該硒雜二茂鐵電子媒介體復合修飾劑是通過以下方法制備得到的：選用FcSeSeFc、FcSeCH₂SeFc、FcSe₃中的一種用乙腈配成硒雜二茂鐵乙腈溶液；將硒雜二茂鐵乙腈溶液、表面活性劑水溶液和Nafion水溶液混合；其中，硒雜二茂鐵質量百分含量為媒介體復合修飾劑的8％～9.6％；

b.將葡萄糖氧化酶溶于pH?6.0～7.0的磷酸鹽緩沖液中配成2000～2500活力單位/mL的葡萄糖氧化酶溶液；用pH?6.0～7.0的磷酸鹽緩沖溶液分別配制成質量百分比濃度為1％的牛血清白蛋白溶液和質量百分比濃度為1％的戊二醛溶液；