[發(fā)明專利]用于消毒副產物檢測的電紡絲固定化仿酶電極的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711000121.6
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107817284B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 代云容;郭星星
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及水污染檢測技術領域，特別涉及一種用于消毒副產物檢測的電紡絲固定化仿酶電極的制備方法，該方法包括如下步驟：將N，N'?二環(huán)己基碳二亞胺與二甲基二硫代氨基甲酸銅在二甲基甲酰胺中混合制備Cu仿酶，將仿酶加入到甲基丙烯酸甲酯?丙烯腈共聚物的極性非質子有機溶劑制備紡絲液，對紡絲液進行紡絲獲得覆蓋有電紡纖維膜的玻碳電極，活化后即得靜電紡絲固定化仿酶電極。該仿酶電極具有制備性能穩(wěn)定，制備簡單，有效表面積大，抗干擾能力強等優(yōu)點，可用于檢測飲用水中微量酚類消毒副產物。

技術領域

本發(fā)明涉及水污染檢測技術領域，特別涉及一種用于消毒副產物檢測的電紡絲固定化仿酶電極的制備方法。

背景技術

為了預防各種水傳播疾病的發(fā)生，通常采用氯化法對天然水進行凈化消毒，極大地改善了人類的飲用水健康水平。然而，上世紀70年代發(fā)現了氯化消毒副產物的存在，使人們認識到氯化消毒的負面效應。氯化消毒副產物是含氯消毒劑與水中天然存在的有機物、污染物反應而生成的一類有害物質。近年來，相關研究證實消毒副產物對人類健康具有潛在威脅，特別是存在致突變性、致畸性、致癌性，導致人們開始對水中氯化消毒副產物進行重新審視和評價。

在多種氯化消毒副產物中，氯酚是水中嗅度和遺傳毒性的主要來源。氯酚是氯與酚類化合物反應的產物，也是某些農藥的降解產物。當氯與酚的濃度比在1～4范圍內，在氯化消毒后水中可主要檢測出2-氯酚、3-氯酚、2,4-二氯酚、2,6-二氯酚、2,3,4-三氯酚、2,4,5-三氯酚和2,4,6-三氯酚。其中，2-氯酚、3-氯酚、2,4-二氯酚和2,6-二氯酚是具有強烈刺激性氣味的化合物，對水的感官性能影響較大。而某些氯酚如2,3,4-三氯酚和2,4,6-三氯酚的Ames致突變活性較高。由于在氯化消毒過程中此類物質的生成量較高，其對飲用水水質的影響不容忽視。毋庸置疑，為維護用水安全，需要對飲用水和再生水中氯酚類污染物的濃度進行嚴格地檢測。

目前測定酚類物質的國標方法為4-氨基安替比林比色法，該方法較繁雜，需對樣品進行預蒸餾，且分析速度慢，整個過程耗時約兩個小時，不能實現在線監(jiān)控。因此，亟待開發(fā)新的水中氯酚檢測技術以實現快速、便捷、高效、準確的檢測。與傳統(tǒng)分析方法相比，酶傳感器具有分析速度快、反應靈敏、特異性強、操作便捷、易于微型化和電子化等特點，近年來受到環(huán)境監(jiān)測領域相關研究的廣泛關注。然而，目前關于利用酚酶傳感器檢測實際水體中氯酚類污染物的研究還少有報道。這主要是由于：

1)現有的酚酶傳感器檢測技術受到電流響應和電極條件的限制，無法滿足水中低濃度氯酚的檢測要求；

2)實際水體條件復雜，存在多種生物利用率低、毒性高、不易氧化還原的環(huán)境污染物，容易導致酶電極鈍化和活性喪失；

3)酚酶電極穩(wěn)定性不佳，重復使用數次或保存一定時間后，其電流響應顯著衰減。

因此，如將酶傳感器用于檢測實際水體中氯酚類污染物，還需進一步提高其性能和穩(wěn)定性。仿酶是基于仿生學的概念提出的一種功能類似生物酶的人工制劑，理想的仿酶是一類既能表現酶的優(yōu)異性，又比酶結構簡單、穩(wěn)定性高的非蛋白質分子結合體，具有對底物的識別、結合及催化等性能。靜電紡絲法是一種高效便捷地獲得超細纖維膜的技術，可以獲得納米到微米級的類似無紡布的纖維膜。電紡纖維膜孔隙率高，均一性好，比表面積大，特別是生物相容性優(yōu)于金屬或金屬氧化物納米材料，因此，電紡納米纖維膜被認為是優(yōu)良的酶固定化載體。因此，充分利用靜電紡絲技術的高度可調控性，通過優(yōu)化紡絲條件和紡絲液配方，可以實現電紡纖維原位包埋固定化仿酶。制備得到的固定化仿酶具有載酶量高、酶活損失小、穩(wěn)定性強等優(yōu)點。若借助靜電紡絲技術制備仿酶膜電極，有利于保持高效仿酶活性，又能最大限度地暴露仿酶的活性表面，提高污染物在電極上的吸附濃度和仿酶催化反應過程中的電子傳遞速率，可望改善酚酶電極活性并提高其檢測靈敏度和穩(wěn)定性。

發(fā)明內容

本發(fā)明是鑒于現有技術中存在的上述問題而做出的，本發(fā)明的目的在于提供一種用于消毒副產物檢測的電紡絲固定化仿酶電極的制備方法。