[發(fā)明專利]一種負載生物酶的溫度刺激響應酶陽極的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711200050.4
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108132285B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 馬曉燕;屈楓錦;惠昱晨;索鴻飛
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種負載生物酶的溫度刺激響應酶陽極的制備方法，其特征在于步驟如下：

步驟1、清洗碳紙：將碳紙在無水甲醇中超聲10～50min，超純水沖洗碳紙表面，室溫晾干；

步驟2、碳紙的改性：以碳紙為工作電極，鉑柱電極為對電極，飽和銀/氯化銀電極為參比電極構筑三電極體系，在濃度為0.025～0.1M，pH值為6～8K₂HPO₄-KH₂PO₄緩沖溶液中，攪拌速率為200～500rpm，先采用循環(huán)伏安法進行掃描，掃描電位范圍為-0.5～3V，掃描速率為0.01～0.5V s^-1，掃描圈數(shù)2～20圈，再在同一溶液中向工作電極施加-0.8～-1.2V的恒電壓50～200s，完畢后得到導電性與親水性大大改善的碳紙電極，超純水沖洗電極表面，室溫晾干得到導電碳紙；

步驟3、碳紙表面均勻電鍍金：以導電碳紙為工作電極，在三電極體系下，采用恒電流法在納米金沉積液中進行電鍍，陰極電流密度為2～10mA cm^-2，時間為1000～2000s，掃描完畢后即得到有均勻金鍍層的碳紙電極，用超純水、無水乙醇分別沖洗電極表面，室溫晾干；

所述納米金沉積液是：將氯金酸配成5～15mg/mL的溶液，取該溶液500～1000μL加入5～20ml的pH值為8～12，濃度為0.05～0.2mol/L的K₂HPO₄-KH₂PO₄緩沖溶液中，攪拌均勻即得到納米金沉積液，通入氮氣至飽和；

步驟4、金鍍層的修飾：將步驟3制備的電極浸泡于10～60mM的4-氨基苯硫酚、4-巰基苯甲酸或3-巰基丙酸的無水乙醇溶液中，室溫下自組裝12～24個小時，以無水乙醇沖洗電極表面，室溫晾干，得到表面修飾了氨基或者羧基的電極；

步驟5、引發(fā)劑的修飾：以0.3～2ml的三乙胺溶于10～30ml無水二氯甲烷，然后將步驟4處理的電極置入溶液，在冰水浴條件下，滴加0.5～3.5g溶解在5～10ml無水二氯甲烷中的2-溴異丁酰溴、2-溴丙酰溴或2-溴丁酰氯，之后在20～30℃下反應12～24個小時，以無水二氯甲烷沖洗電極表面，室溫晾干，得到表面修飾SI-ATRP引發(fā)劑的電極；

步驟6、聚合物在電極表面的接枝：將0.5～2g N-異丙基丙烯酰胺、N,N'-二乙基丙烯酰胺或者N,N'-二甲基丙烯酰胺，10～30μL三(2-二甲氨基乙基)胺，10～20mg氯化亞銅溶解于5～10ml的異丙醇水溶液中，將步驟5得到的電極浸泡在溶液中，在氮氣保護下，25～35℃下反應6～12個小時，反應完畢后得到敏感聚合物修飾的碳紙電極，將該電極浸泡在30℃以下的超純水中，溫和攪拌6～24個小時，除去聚合反應殘留的銅鹽，將該電極保存在超純水；

步驟7、聚合物電極表面修飾：將步驟6中得到的電極表面用大量無水乙醇沖洗，之后浸泡在10～40mM的4-氨基苯硫酚、4-巰基苯甲酸或3-巰基丙酸的無水乙醇溶液中，室溫下自組裝12～24個小時，以無水乙醇沖洗電極表面，室溫晾干，得到表面修飾了氨基或者羧基的電極；

步驟8、聚合物電極共價結合酶分子：將0.02～0.1g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽，0.01～0.5gN-羥基琥珀酰亞胺，溶解于5～15ml濃度為0.05～0.2mol/L，pH值為5～7的K₂HPO₄-KH₂PO₄緩沖溶液中，加入步驟7得到的電極，之后加入50～200mg葡萄糖氧化酶或葡萄糖脫氫酶，20～25℃下反應24～48個小時，反應完畢即得到負載了生物酶的溫度響應聚合物陽極。

2.根據(jù)權利要求1所述負載生物酶的溫度刺激響應酶陽極的制備方法，其特征在于：所述步驟6的異丙醇以體積比為1:0.5～1:2的DMF取代。

3.根據(jù)權利要求1所述負載生物酶的溫度刺激響應酶陽極的制備方法，其特征在于：所述超純水電阻率為18.2MΩ·cm。