[發明專利]一種金納米棒和肌紅蛋白修飾電極及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201810177690.6
• 申請日: 2018-03-04
• 公開（公告）號: CN108398471A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 李光九;殷春曉;翁文舉;陳瑋;劉娟;孫偉
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 于躍

本發明涉及一種金納米棒和肌紅蛋白修飾電極及其制備方法與應用，所述金納米棒和肌紅蛋白修飾電極的制備方法包括如下步驟：(1)取適量AuNRs溶液滴涂在CILE基底電極表面，室溫條件下避光自然晾干，得到AuNRs/CILE電極；(2)取適量Mb溶液滴涂在AuNRs/CILE電極表面，在室溫下避光自然晾干，得到Mb/AuNRs/CILE電極；(3)取適量Nafion乙醇溶液滴涂在Mb/AuNRs/CILE電極表面，在室溫下避光晾干后，即得到Nafion/Mb/AuNRs/CILE電極。

技術領域

本發明涉及生物電化學及電化學傳感技術領域，尤其涉及一種金納米棒和肌紅蛋白修飾電極及其制備方法與應用。

背景技術

生物傳感器是生物材料、生物衍生材料或生物模擬材料，與各種物理化學傳感器或傳感微系統密切結合起來的一類分析器件。生物傳感器是在研究化學傳感器的基礎上發展起來的，同時結合生物、化學、物理、醫學和電子等多種技術的高新技術學科，已經成為目前研究非?；钴S的一門交叉學科。傳感器有兩個特征功能化元件；一個識別元件用來與目標分析物選擇性或特異性結合，一個換能器元件用來把結合反應信號化。當涉及到識別過程的響應時間、信噪比(S/N)選擇性、檢測限(LOD)等參數時，一個高效的的傳感器非常依賴這兩個元件，因此設計高效的傳感器依賴于新材料改進識別和換能過程。

電化學生物傳感器是生物傳感器的一種，它是指以生物材料作為敏感元件，電極(固體電極、離子選擇性電極)作為轉換元件，以電流、電導、電位、電阻或電容等特征檢測信號的傳感器，因此電化學生物傳感器又叫做生物電極。自從Clark和Lyon等人首次提出將酶與生物電極結合的報道之后，Updike和Hicks等人報道了將葡萄糖氧化酶用聚丙烯酰胺凝膠膜固定在氧電極的表面進而出現了第一支酶電極。此后關于電化學生物傳感器和酶電極方面的研究迅猛發展，多年來一直占領生物傳感器的主導地位。電化學生物傳感器具有獨特的特點，它不僅結合了化學電分析速度快、靈敏度高等優勢，還有生物識別的特異性、選擇性高等特點，是一種快速的可直接獲取復雜體系相關信息的分析工具，在生物技術、醫藥工業、環境分析、臨床檢測和食品工業等眾多領域均有電化學生物傳感器的研究與應用。

肌紅蛋白(myoglobin,Mb)存在于肌細胞中，其相對分子量約為17800，等電點為6.8，其主要功能是儲存氧和載氧，它是由單一的多肽鍵(珠蛋白)和血紅素構成，肽鏈由150～160個氨基酸殘基組成。蛋白質的肽鏈繞成一個似球狀結構，極性的氨基酸殘基幾乎全部存在于分子表面，使Mb具有水溶性；而非極性的氨基酸殘基分布在分子的內部，使內部出現了疏水性空穴，空穴中包埋著血紅素。

三氯乙酸(TCA)是有機鹵素環境污染物之一，它也被廣泛應用于農業和公共安全領域，如經常存在于用次氯酸消毒過的飲用水中。對三氯乙酸的毒理學研究表明，三氯乙酸能夠導致生物體內的肺腫瘤，也可以造成癌癥和影響人類生殖功能。因此世界衛生組織明確規定水環境中三氯乙酸的安全存在量為100μg L^-1。亞硝酸鹽是劇毒物質，成人攝入0.2～0.5克即可引起中毒，超過3克即可致死。它還是一種致癌物質，如食道癌與患者攝入的亞硝酸鹽量呈正相關性，在胃酸等環境下亞硝酸鹽與食物中的仲胺、叔胺和酰胺等反應生成強致癌物N一亞硝胺，它還能夠透過胎盤進入胎兒體內，對胎兒有致畸作用。

綜上，研發一種修飾電極，對三氯乙酸、亞硝酸鹽這兩種物質均能快速且準確檢測顯得尤為重要。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種金納米棒和肌紅蛋白修飾電極的制備方法及其應用，所制得的修飾電極對三氯乙酸、亞硝酸鈉這兩種電催化還原效果良好，表現出線性范圍廣寬，檢測限低，靈敏度高等優點，可很好應用于檢測這三種物質在目標物中含量。

本發明提供一種金納米棒和肌紅蛋白修飾電極，其特征在于該電極包括基底電極、金納米棒(AuNRs)涂層、肌紅蛋白(Mb)涂層、Nafion涂層，所述基底電極為離子液體修飾碳糊電極(CILE)。