[發(fā)明專利]基于金屬摻雜炭氣凝膠/肌紅蛋白/離子液體修飾的碳糊電極制備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310143332.0
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103267788A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董社英;李楠;索高超;黃廷林
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電化學(xué)生物傳感器，具體地說是一種基于金屬摻雜炭氣凝膠/肌紅蛋白/離子液體修飾的碳糊電極制備方法，該方法制得的基于金屬摻雜炭氣凝膠/肌紅蛋白/離子液體修飾的碳糊電極可用于過氧化氫的檢測。

背景技術(shù)

生物傳感器是由固定化的生物敏感材料作為識別元件（包括酶、抗體、抗原、微生物、細(xì)胞、組織、核酸等生物活性組織）與適當(dāng)?shù)睦砘瘬Q能器（如氧電極、光敏管、場效應(yīng)管、壓電晶體等）及信號放大裝置構(gòu)成的分析工具或系統(tǒng)，具有接受器與轉(zhuǎn)換器的功能。由于這類傳感器響應(yīng)快、靈敏度高、制作簡單而被廣泛應(yīng)用和研究。

金屬（metal?M）微粒往往比本體金屬呈現(xiàn)出更高的活性，特別是催化活性，將金屬微粒修飾到電極表面在傳感領(lǐng)域引起了極大的關(guān)注。炭氣凝膠（carbon?aerogels，CA）作為具有導(dǎo)電性的氣凝膠，具有孔隙率高、孔隙尺寸小、比表面積大、電導(dǎo)率高、孔徑大小及分布可控等特點。將金屬與炭氣凝膠復(fù)合，既發(fā)揮了金屬微粒的催化性能又利用了炭氣凝膠的優(yōu)良性質(zhì)，是電化學(xué)傳感器的研究熱點。

離子液體（Ionic?liquid，IL）作為綠色替代溶劑，在電化學(xué)中的應(yīng)用涉及電催化、電鍍、電池、有機電合成和電容技術(shù)等。與傳統(tǒng)的有機溶劑和電解質(zhì)相比較，離子液體具有熔點低、液態(tài)溫度范圍寬、可忽略的蒸汽壓、較高的熱穩(wěn)定性、較好的化學(xué)穩(wěn)定性和寬的電化學(xué)窗口等。

肌紅蛋白（myoglobin，Mb）位于肌肉的及細(xì)胞中，其功能是可逆地結(jié)合氧氣，將氧氣貯存在肌肉細(xì)胞中，從結(jié)構(gòu)上來看，Mb以血紅素作為活性中心，與一些以血紅素為輔基的酶（如辣根過氧化物酶、細(xì)胞色素等）的結(jié)構(gòu)相似，含有一個供底物結(jié)合的空缺配位點。因此Mb常作為研究酶結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的模型化合物。Mb表現(xiàn)出的生理功能及參與的代謝過程，大多數(shù)涉及電子轉(zhuǎn)移過程。因此常用電化學(xué)方法研究Mb的氧化還原反應(yīng)及類酶性質(zhì)。同時，Mb由于相對易得，是研究血紅素蛋白質(zhì)和酶的電子傳遞反應(yīng)的理想模型物；但由于Mb與固體電極之間的直接電子轉(zhuǎn)移速率較緩慢，不得不借助于媒介體或促進劑進行研究。

過氧化氫（H₂O₂）在食品工業(yè)、臨床應(yīng)用、環(huán)境分析等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。同時，它也是包括葡萄糖氧化酶、尿酸酶、膽固醇氧化酶、醇氧化酶、肌氨酸氧化酶、半乳糖氧化酶以及L-氨基酸氧化酶等在內(nèi)的一系列酶促反應(yīng)的重要副產(chǎn)物。因此，發(fā)展可靠、靈敏、快速、低成本的H₂O₂檢測方法具有重要意義。目前，H₂O₂檢測方法包括滴定法、光譜法、熒光法、化學(xué)發(fā)光法、色譜法及電化學(xué)法。其中電化學(xué)法，尤其是基于各種過氧化物酶和血紅蛋白的電流型生物傳感器研究最為廣泛，該方法檢測H₂O₂具有簡單、方便、成本低和速度快等優(yōu)點，受到了廣泛關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種金屬摻雜炭氣凝膠/肌紅蛋白/離子液體修飾的碳糊電極的制作方法，該方法制作的金屬摻雜炭氣凝膠/肌紅蛋白/離子液體修飾的碳糊電極具有測試穩(wěn)定性好、靈敏度高等特點，可用于快速的檢測過氧化氫。

為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種基于金屬摻雜炭氣凝膠/肌紅蛋白/離子液體修飾的碳糊電極制備方法，其特征在于，由下列步驟組成：

步驟一，將質(zhì)量比為17:3的石墨粉和液體石蠟混勻成碳糊，將碳糊壓入中性筆管中，然后在中性筆管的另一端插入用于導(dǎo)電的銅絲，該銅絲一端露出中性筆管之外，即為碳糊電極；

步驟二，在碳糊電極表面滴涂一層肌紅蛋白溶液，該肌紅蛋白溶液的濃度為5mg/mL，滴涂量為5μL，在冰箱中進行冷干燥，干燥時間為3h，得到帶有肌紅蛋白修飾的碳糊電極；

步驟三，在帶有肌紅蛋白修飾的碳糊電極表面，滴涂一層懸浮液，該懸浮液的滴涂量為10μL，懸浮液滴涂后在冰箱中進行冷干燥，干燥時間為5h；

所述的懸浮液的制備方法是：

將5mg的金屬摻雜炭氣凝膠粉末和10μL的[BMIM]BF₄離子液體混合在1mL的磷酸鹽緩沖溶液中，超聲30min分散均勻，即形成懸浮液；

步驟四，待滴涂的懸浮液干燥后，用二次蒸餾水將帶有肌紅蛋白修飾的碳糊電極表面浸洗2-3次，除去未固定的蛋白質(zhì)，即得到基于金屬摻雜炭氣凝膠/肌紅蛋白/離子液體修飾的碳糊電極（M-CA/IL/Mb-CPE）。