[發明專利]一種檢測過氧化氫的電化學生物傳感器電極及其制備方法

無效

• 申請號: 201310034621.7
• 申請日: 2013-01-19
• 公開（公告）號: CN103207224A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 崔榮靜;韓志達;張根華;翟牧牧
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于過氧化氫檢測領域，尤其涉及一種檢測過氧化氫的傳感器及其制備方法。

技術背景

隨著過氧化氫在電子、輕工、食品、環保、醫藥等領域的應用的不斷推廣，例如應用于消菌殺毒、紡織品漂白、工業廢水處理、化妝品、食品及奶制品生產設備與生產管線的清洗等，但與此同時，過氧化氫也可能會引發各種疾病，給人們的生命健康帶來隱患，因此，對于過氧化氫的快速檢測顯得尤為重要。有關過氧化氫的檢測技術有很多，其中，用電化學方法檢測過氧化氫的優點在于簡單、快捷、靈敏度高。

近幾年來，酶生物傳感器引起許多研究人員的重視。由于大多數酶的催化活性中心深埋在酶蛋白內部，且在電極表面不能獲取合適的取向或蛋白質本身的吸附變性等原因使得酶蛋白大分子直接修飾的電極表面很難實現直接電子傳遞。因此，目前發展的重心是尋找合適的載體與酶的固定方法，既而提高酶生物傳感器的檢測性能。研究人員已經嘗試了各類修飾電極的載體和酶的固定方法。比如用表面活性劑、炭黑、聚合電解質、生物高聚合物、量子點作為載體。[參考：(a)Dong，S.J.；Che，G.L.；Xie，Y.W.Chemical?modified?electrodes.Beijing：Science?Press，2003，456-570.(b)X.Y.He，L.Zhu，Electrochem.Commun.2006，8，615-620.(c)G.X.Ma，T.H.Lu，Y.Y.Xia，bioelectrochemistry.2007，71，80.(d)H.Sun，N.F.Hu，J.Electroanal.Chem.2006，588，207-217.(e)Q.Lu，T.Zhou，S.S.Hu，Biosens.Bioelectron.2007，22，899-904.(f)D.Shan，G.Cheng，D.Zhu，H.Xue，S.Cosnier，S.Ding，Sensors?Actuators?B：Chem.2009，137，259-265.(g)Q.Lu，S.S.Hu，D.W.Pang，Z.K.He，Chem.Commun.2005，20，2584-2585.]。金納米粒子因具有一種良好的介導能力，被廣泛用于蛋白質固定基質，以提高蛋白質或酶與電極間的電子傳遞速率。它不僅可以提供較大的比表面積，而且還可以與蛋白質或酶保持良好的生物相容性。[參見：(h)C.X.Lei，S.Q.Hu，G.L.Shen，R.Q.Yu，Talanta，2003，59，981.(i)Dequarie，M.；Degrand，C.；Limoges，B.Anal.Chem.2000，72，5521-5528.(j)石文韜，邸靜，馬占芳，[J].化學進展，2012，24，569.(k)Yu，A.；Liang，Z.；Cho，J.；Caruso，F.Nano?Lett，2003，3，1203，(l)Zhang，S.-X.；Wang，N.；Niu，Y.-M.Sens.Actuators?B，2005，109，367]。除此之外，將物理、化學性能優良的碳納米材料石墨烯、碳納米管等新型納米材料與金納米材料的復合材料，應用于酶生物傳感器中，使電流響應靈敏度有很大提高。[參考：(m)C.Y.Li，D.S，D.B.Tian，J.R?Zhang，J.J.Zhu.J.Mater，Chem，2011，21，7604.(n)Y.C.Gao，K.Xi，W.N.Wang，X.D.Jia，J.J.Zhu，Anal.Methods，2011，3，2387.]。螺旋碳納米纖維作為一種新型納米材料，由于特殊的螺旋結構，使其具有較大的的比表面積，并且水溶性較好，導電性優良。但螺旋碳納米纖維在電化學生物傳感器方面的應用還尚未報道。本發明將螺旋碳納米纖維和金膠復合材料應用于酶生物傳感器，此復合材料一方面具有了螺旋碳管優良的導電性能又具有了金膠的生物相容性，使得制備的傳感器檢測性能有了很大提高，對過氧化氫檢測線性范圍為1.00μM～3157μM，檢測限為0.46μM。

發明內容

本發明的目的是提供一種檢測過氧化氫的生物電化學傳感器及其制備方法。該傳感器是將螺旋碳納米纖維和金膠納米粒子復合材料作載體，極大地促進酶與電極間的電子傳遞，從而達到提高傳感器靈敏度的目的。

本發明的技術方案如下：

一種檢測過氧化氫的電化學生物傳感器，包括工作電極、鉑電極、飽和甘汞電極，其特征在于將自組裝的螺旋碳納米纖維和金膠納米粒子的復合材料及血紅蛋白或肌紅蛋白或辣根過氧化物酶，且用nafion固定的修飾玻碳電極作工作電極。