[實用新型]一種基于碳納米管的便攜式酶傳感器

有效

• 申請號: 201220677039.3
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN203148887U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 邱白晶;馬靖;秦維彩
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于植保機械領域。?

背景技術

目前用于檢測有機磷農藥濃度的方法主要有酶聯免疫法、色譜檢測法、超臨界萃取技術、酶抑制法等。其中酶聯免疫法雖然具有靈敏度高、專一性強、操作簡便等優點，但是由于農藥種類繁多，抗體制備難度大，導致該方法的應用范圍受到很大限制；色譜分析法可以給出有機磷農藥的定性、定量結果，但對檢測人員的技術要求較高，且需要較大的檢測設備投入；超臨界萃取設備一次性投資很大，操作人員技術要求較高；酶抑制法則需要工作電極、參比電極、對電極同時置于溶液中進行檢測，該方法中的三電極的分散開來的，且待測物用量大，除此之外，該方法最大的缺點在于電極表面固體膜無法更新，進行一次檢測后必須進行電極表面的拋光打磨，實驗室多用玻碳作工作電極，雖然比較容易打磨，但是修飾基團相對困難。?

本發明研究一種檢測有機磷農藥濃度的新設備，該設備不僅投資少，制作簡單，便于攜帶，還可以一次性使用，修飾基團方面更是優于碳電極，同時也保持了檢驗的高靈敏度。實現了農藥濃度現場實時監測。?

發明內容

本發明目的在于提出一種可用于現場實時檢測毒死蜱等有機磷農藥濃度的便攜式酶傳感器。?

?該便攜式酶傳感器，是一種絲網印刷金電極表面固定有乙酰膽堿酯酶的碳納米管復合材料的酶傳感器，由絲網印刷金電極1、連接線2和固定有乙酰膽堿酯酶的碳納米管復合材料修飾層3構成；絲網印刷金電極1一端與連接線2相連，另一端工作電極被包裹有乙酰膽堿酯酶的碳納米管復合材料修飾層3所覆蓋；碳納米管復合材料修飾層3由碳納米管和殼聚糖-醋酸組成。碳納米管和殼聚糖的說明見《碳納米管/殼聚糖復合材料》（吳子剛,林鴻波,封偉，《化學進展》,2006,09:1200-1207.）。乙酰膽堿酯酶的說明見《乙酰膽堿酯酶的動力學機制及其應用》（郭晶,高菊芳,唐振華，《農藥》,2007,01:18-21+28.）。醋酸的說明見《殼聚糖在醋酸溶液中的溶解行為及動力學模型》（邵偉,沈青，《纖維素科學與技術》,2007,02:30-33+38.）。?

連接線2一般采用銅絲作導線，外包絕緣層構成。連接線（2）兩側都有電極夾，便于酶電極的隨時更換。?

[0007]?絲網印刷金電極1是三電極合一的膜片式微電極，長*寬*高為33mm*10mm*0.5mm，是一種便于攜帶的可棄式酶電極。絲網印刷金電極1，是一次性使用的電極，可隨時進行更換。其工作電極為金，輔助電極為鉑，參比電極為銀，是集三電極于一體的膜片式電極。其長度范圍在25-45mm之間，寬度在6-20mm之間，厚度在0.1-0.8mm之間。

[0008]?本發明還提出了基于碳納米管的便攜式酶傳感器的制備方法，具體步驟如下：

（1）、配制0.5%殼聚糖-醋酸溶液：稱取0.2g?0.5%殼聚糖置于40mL?2%醋酸溶液中，放在超聲清洗儀中處理直至殼聚糖溶解，將溶解完全的殼聚糖-醋酸溶液用pH計和1mol/L?NaOH溶液調節pH=5.0?，4℃條件下冷藏備用；

（2）、碳納米管酸化處理：稱取3g碳納米管置于酸化液（濃H₂SO₄：濃HNO₃=3:1）中超聲分散6h，分裝在4支離心管中，對稱置于離心機中900rpm條件下離心3min，去除上層酸液后用二次水超聲清洗再離心，如此反復直到上清液呈中性為止；將酸化后的碳納米管置于80℃真空干燥箱中烘干，烘干時每隔30min稱重一次，直至兩次稱量質量相差不超過0.1g即可停止干燥；

（3）、電沉積液配制：取3mg/mL碳納米管12mg，1mg/mL乙酰膽堿酯酶液4mg超聲分解于4mL?0.5%殼聚糖-醋酸溶液中形成電沉積液；

（4）、對絲網印刷金電極進行修飾：將絲網印刷金電極的三電極都浸于沉積液中，利用電化學工作站在0.3V電壓下沉積3min，使得碳納米管復合材料修飾層包裹乙酰膽堿酯酶覆蓋于電極表面（為了使沉積均勻，在進行電沉積時要放入磁轉子），即得到基于碳納米管的便攜式酶電極；

（5）、將得到的基于碳納米管的便攜式酶電極與連接線一端的電極夾相連即構成便攜式酶傳感器。

碳納米管起到導電和催化劑的作用，同時提高了材料的分散性和比表面積。?