[發(fā)明專利]一種磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器及其制備方法及應用

有效

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• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109975382B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 王靜;李洪巖;溫洋洋;孫寶國
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01N27/30;G01N27/327
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;張仕婷

1.一種磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器的制備方法，其特征在于：

所述磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器具體包括表面修飾酪氨酸酶/磷摻雜MXene/殼聚糖的玻碳電極；

所述磷摻雜MXene的制備過程如下：將MXene材料與含磷前驅體按質量比0.1 ~ 1：1混合；研磨，置于保護氣中進行熱處理，制得磷摻雜MXene材料；所述磷摻雜MXene中磷元素原子摻雜含量為總原子數的0.1%~10%；

所述含磷前驅體具體為三苯基膦、磷酸或磷酸鹽中的一種；

所述MXene材料包括Ti₃C₂、Ti₂C和Ti₃CN中的一種或幾種的組合；

具體步驟如下：

（1）配置酪氨酸酶溶液：使用濃度為1~100mmol/L、pH為3.5~9.5的磷酸緩沖溶液，配置濃度為1~10mg/mL的酪氨酸酶溶液；

（2）配置磷摻雜MXene溶液：使用水為溶劑，配置濃度為1~10mg/mL的MXene溶液，對其超聲0.5 h以上；

（3）配置殼聚糖溶液：使用水為溶劑，配置濃度為1~10mg/mL的殼聚糖溶液，對其超聲0.5 h以上；

（4）制備酪氨酸酶/磷摻雜MXene/殼聚糖的混合溶液：將步驟（1）、步驟（2）和步驟（3）制備所得溶液混合，混合方式為攪拌或超聲，混合時間為10 min以上，最終混合溶液中酪氨酸酶濃度為1~10mg/mL，磷摻雜MXene濃度為0.1 ~ 10mg/mL，殼聚糖濃度為1~10mg/mL；

（5）制備表面修飾酪氨酸酶/磷摻雜MXene/殼聚糖的玻碳電極：取2~20μL的步驟（4）中的酪氨酸酶/磷摻雜MXene/殼聚糖的混合溶液，滴于已經拋光的玻碳電極表面，氮氣干燥，得到酪氨酸酶生物傳感器。

2.根據權利要求1所述磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器的制備方法，其特征在于所述磷摻雜MXene制備具體如下：將MXene材料與含磷前驅體按質量比0.02~1：1充分混合，隨后研磨0.1~2h，在惰性氣體保護器中300~1000℃下熱處理1~12h，保護氣的流速為20 ~200mL/min，制得磷摻雜MXene材料。

3.根據權利要求2所述磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器的制備方法，其特征在于：所述磷摻雜MXene的制備還包括除去剩余含磷前驅體的步驟；具體為用去離子水或乙醇洗滌去除剩余的前驅體。

4.根據權利要求3所述磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器的制備方法，其特征在于：所述MXene材料是由MAX相材料通過與HF溶液的刻蝕反應制得，具有類石墨烯的二維層狀結構的材料。

5.采用權利要求1-4之一方法制備所得磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器。

6.權利要求1方法制備所得磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器的應用，其特征在于：將其應用于兒茶酚，即鄰苯二酚的檢測；具體步驟如下：以所述的酪氨酸酶生物傳感器作為工作電極，Ag/AgCl為參比電極，鉑電極為對電極，建立三電極系統(tǒng)，將所述三電極系統(tǒng)與電化學工作站連接，將工作電極的檢測端置于待測溶液中，通過電化學工作站檢測出待測溶液中進行電化學反應時的還原電流大小，然后根據鄰苯二酚的濃度與還原電流變化的線性回歸方程，即定性或定量地測定待測溶液中的鄰苯二酚。

7.根據權利要求6所述磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器的應用，其特征在于所述鄰苯二酚濃度與還原電流變化的線性回歸方程具體為：P=1.9743×10^-7+0.4584C；其中，P為鄰苯二酚檢測時的電流變化值，單位為A；C為待測溶液中鄰苯二酚的濃度值，單位為mol/L；

所述鄰苯二酚的線性檢測范圍為1.0×10^-7~3.6×10^-5mol/L，檢測下限為5nmol/L。

8.根據權利要求6所述磷摻雜MXene修飾電極的酪氨酸酶生物傳感器的應用，其特征在于：所述三電極系統(tǒng)檢測待測溶液時用到的電解液具體為pH值為4~9的磷酸鹽緩沖溶液。