[發明專利]一種基于磷酸氫鈣-還原石墨烯/納米金顆粒的尿酸酶生物傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710523084.0
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107462617B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 蔡玉榮;周文翠;姚菊明;馬佳慧;孫寧
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 金杭

本發明公開了一種基于磷酸氫鈣?還原石墨烯/納米金顆粒的尿酸酶生物傳感器及其制備方法，采用方法的要點是將工作電極（尿酸酶電極）、對電極、參比電極構成三電極體系。其中工作電極（尿酸酶電極）的制備要點是：以磷酸二氫鈉和氯化鈣為原料，利用水熱合成法在合成磷酸氫鈣納米線的過程中加入氧化石墨烯和納米金顆粒，通過調控溫度、時間、pH一步法制成形貌均一的DCPA?rGO/AuNPs（磷酸氫鈣?還原石墨烯/納米金顆粒）復合材料，利用滴涂法將所得復合材料負載在工作電極（玻碳電極）表面，晾干滴加尿酸酶溶液。本發明工藝簡單，大大改善了酶傳感器易失活的問題，制備的尿酸酶生物傳感器具有靈敏度高、線性檢測范圍大、檢測限低、重復性好、操作簡單的特點。

技術領域

本發明涉及一種尿酸酶生物傳感器及其制備方法，特別涉及一種基于磷酸氫鈣-還原石墨烯/納米金顆粒的尿酸酶生物傳感器及其制備方法，屬于酶生物傳感器技術領域。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，人們對生活的要求也越來越高，而健康作為這其中的重要一環也越來越得到人們的重視，因此，電化學生物傳感器的應用也越來越頻繁。在電化學傳感器中酶生物傳感器憑借其靈敏度高、選擇性好、成本低、易小型化的優勢而得到研究者的重視。酶生物傳感器是利用酶作為分子識別元件，將各種化學物質、熱、光、質量等信號轉換成可以檢測的電等信號，從而實現對目標物的定量分析。

人體各項生理物質都處于一個正常范圍，尿酸也不例外，尿酸濃度失衡會導致急慢性腎炎、腎結核、慢性白血病等多種尿酸綜合癥。長期研究表明，如果將尿酸濃度嚴格控制在正常生理范圍內，尿酸綜合征就會得到控制。尿酸酶因為具有極其重要的催化活性而被廣泛研究。因此開發用于檢測體內尿酸含量的微小變化的高靈敏度的尿酸酶傳感器具有重要的科學意義和使用價值。

然而，目前酶生物傳感器面臨的“瓶頸”就是如何最大程度保持酶的生物活性而不降低其電化學性能，尿酸酶生物傳感器作為酶生物傳感器的一種也面臨著這個挑戰。為了解決這一問題，本發明利用羥基磷灰石生物相容性好、比表面積大的特點最大程度的保持尿酸酶的活性；還原石墨烯具有導電性好、比表面積大的優點，其優良的導電性能會更好的促進生物活性分子的電子傳遞，應用于電化學傳感器上能顯著提高對檢測物質的響應程度。納米金顆粒的摻入可以在不損壞酶活性的條件下利用金硫鍵固定酶且明顯的提高電化學響應信號；利用羥基磷灰石、還原石墨烯、納米金顆粒修飾工作電極制備的尿酸酶生物傳感器同時具有三種材料的優勢，使得制備的尿酸酶傳感器具有靈敏度高、反應速度快、檢測范圍寬的優點，將為生物傳感器的發展帶來大的進步。

在酶生物傳感器技術領域，中國專利(CN 200510018941.9)“一種尿酸酶生物傳感器及其制備方法”以工作電極－尿酸酶電極、對電極和參比電極組成三電極體系；其中，工作電極－尿酸酶電極的制備方法是：將禽蛋膜從蛋殼剝離、清洗后，平鋪于潔凈的玻璃片上，在膜上依次滴加10～25μl尿酸酶—牛血清白蛋白混合液、5～10μl改性納米二氧化硅凝膠液、5～10μl 2％戊二醛溶液，室溫放置3～4h，在4℃靜置8～14h，將膜經漂洗后緊貼在工作電極的表面，再將透氣膜覆蓋在膜上。本發明工藝簡單、成本低廉；所制備尿酸酶生物傳感器，具有快捷準確、重復性好、操作簡單的特點；中國專利 (CN201710106301.6)“一種無酶電化學生物傳感器電極的制備方法及其應用”所述無酶電化學生物傳感器電極基于聚(3,4乙烯二氧噻吩)/氧化鎳/碳納米管復合材料，采用電沉積方式一步原位制備聚(3,4乙烯二氧噻吩)/氧化鎳/碳納米管復合材料修飾電極；所制備的無酶電化學生物傳感器電極的應用，用于構建基于電化學方法的無酶的各種生物傳感器，具有單組分及多組分檢測功能。本發明的優點是：該無酶電化學生物傳感器電極制作工藝簡單，操作方便；能夠通過電化學方法對電極進行多次修飾并實現待測樣品的無酶檢測；傳感器的再現性、重復性、穩定性好，檢測限低，測試靈敏度和準確度高；成本低，有利于民用化。截至目前，還未見到利用還原石墨烯、磷酸氫鈣納米線及納米金顆粒混合物修飾，再用戊二醛和Nafion(全氟化高分子聚合物磺酸鹽陽離子交換劑) 將尿酸酶固定在修飾后的電極表面得到高靈敏度的尿酸酶傳感器的相關工藝技術出現。

發明內容