[發(fā)明專利]一種基于石墨烯的雙酶葡萄糖傳感器的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210544926.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN103033549A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱軍;王珊珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/416
• 分類號(hào): G01N27/416;G01N27/30
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于石墨烯的雙酶葡萄糖傳感器的制備方法，屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物傳感器的研究經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)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和第三代生物傳感器的直接電催化。

要實(shí)現(xiàn)H₂O₂在電極上直接氧化往往需要較高的工作電位（大于0.6V?vs.?SCE）。在這樣的高工作電位下，共存于實(shí)際生物樣品中的許多物質(zhì)（如尿酸、抗壞血酸等）在電極表面也同時(shí)被氧化，從而導(dǎo)致了干擾信號(hào)的產(chǎn)生。而構(gòu)建雙酶體系的葡萄糖生物傳感器是一種抑制干擾的有效辦法。?在傳感器制備中，將葡萄糖氧化酶（GOx）與辣根過氧化物酶（HRP）共同組裝到電極上，這樣，酶促反應(yīng)生成的H₂O₂就可以直接被HRP還原。檢測(cè)的機(jī)理由H₂O₂在電極表面的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原反應(yīng)，從而降低工作電位，消除干擾電流的產(chǎn)生，提高傳感器的選擇性。

石墨烯具有良好的生物相容性、獨(dú)特的電學(xué)性能、明顯的量子效應(yīng)、大的比表面積、高穩(wěn)定性以及強(qiáng)吸附特性，近年來引起世界各國(guó)化學(xué)、物理、材料學(xué)界人士的廣泛關(guān)注，在科學(xué)基礎(chǔ)研究及應(yīng)用研究中倍受青睞。本發(fā)明利用石墨烯復(fù)合材料的優(yōu)異性能，結(jié)合雙酶體系的信號(hào)增敏放大效應(yīng)，制備出一種選擇性好并且具有優(yōu)良穩(wěn)定性的葡萄糖酶?jìng)鞲衅鳎蓮V泛應(yīng)用到糖尿病診斷和食品工藝監(jiān)測(cè)等方面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于石墨烯的雙酶葡萄糖傳感器的制備方法。

本發(fā)明提出的一種基于石墨烯的雙酶葡萄糖傳感器的制備方法，是將離子液體功能化修飾石墨烯改善其分散性，再將其與鉑納米粒子聯(lián)用，以促進(jìn)電子的傳遞，運(yùn)用層層自組裝法修飾到玻碳電極上，再利用生物雙放大效應(yīng)，結(jié)合葡萄糖氧化酶和辣根過氧化氫酶兩種酶，在4℃下干燥24小時(shí)，使電極表面形成一層均勻的復(fù)合膜，制備雙酶葡萄糖傳感器。具體步驟如下：

（1）功能化石墨烯的制備：將10mg的離子液體加入到0.5mg/mL的氧化石墨水溶液中超聲50-70分鐘，得到均勻分散的混合物；而后加入10?mg?KOH，超聲20-40分鐘，得到透明均一的溶液；在60~80℃溫度下，回流反應(yīng)24~48小時(shí)，得到功能化石墨烯，所得產(chǎn)物離心，用乙醇、水洗至中性，真空干燥；

（2）Pt納米粒子的制備：將1wt%?H₂PtCl₆的水溶液1ml加入到100ml水中，加熱至沸點(diǎn)溫度；再加入1wt%的檸檬酸鈉水溶液3ml，保持沸點(diǎn)溫度反應(yīng)1~3小時(shí)，得到Pt納米粒子；

（3）雙酶葡萄糖傳感器的制備：?

a．玻碳電極的預(yù)處理：首先將玻碳電極（φ=3mm）用金相砂紙拋光，再依次用1.0μm、0.3μm和0.05μm的Al₂O₃懸浮液在麂皮上拋光至鏡面，最后分別用體積比為1:1的HNO₃溶液、無(wú)水乙醇和二次蒸餾水超聲清洗干凈，備用；

b．修飾玻碳電極的制備：將預(yù)處理好的玻碳電極在步驟（1）得到的0.05M功能化石墨烯分散液中浸泡20-40分鐘，用二次蒸餾水洗去未吸附上的功能化石墨烯；再在步驟(2)中所述的Pt納米粒子中浸泡20-40分鐘，用二次蒸餾水洗去未吸附上的Pt納米粒子，如此反復(fù)2-5次，氮?dú)鈿夥罩校匀涣栏桑蛔詈笤谟善咸烟茄趸负屠备^氧化氫酶組成的殼聚糖分散液中，在3-5℃溫度下，浸泡10-14小時(shí)。再用pH=7.4的PBS磷酸鹽緩沖液洗滌，在該溫度下，氮?dú)鈿夥罩校稍铮玫交谑┑碾p酶葡萄糖傳感器,?然后在電化學(xué)工作站上測(cè)試傳感器的分析性能。

本發(fā)明中，步驟(1)中所述石墨烯是指單層石墨片、多層石墨片或它們的混合物中任一種。

本發(fā)明中，步驟(1)中所述離子液體是指1-辛基-3-甲基咪唑溴化物離子液體，[BMIM]PF_6?或[BMIM]BF₄等中的任一種。

本發(fā)明中，步驟(3)中所述葡萄糖氧化酶和辣根過氧化氫酶的質(zhì)量比為1:1-1:3。

本發(fā)明中，步驟(3)中所述功能化石墨烯和Pt納米粒子的層數(shù)為1、2、3、4、5等中的任一種。