[發明專利]一種基于水滑石-天然高分子化合物/HRP復合材料的H2O2酶生物傳感器制備方法

在審

• 申請號: 201910372525.0
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110146565A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 曾虹燕;曹曉菊;徐圣;曹熙;鄒開敏
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明涉及一種基于水滑石?天然高分子化合物/HRP復合材料的H₂O₂酶生物傳感器制備方法，屬于生物傳感技術領域。本發明利用水滑石/天然高分子材料/HRP修飾玻碳電極中固定化的HRP催化還原H₂O₂，實現對H₂O₂的定性定量檢測。相對于國內現有酶生物傳感器的制備方法，水滑石或類水滑石具有優異的電子傳導和信號放大特性，結合天然高分子材料優異的成膜性，極強水的通透性和生物相容性，其分子中的?OH、?NH₂等鍵可穩定地將HRP高活性、高通量固定，使得酶傳感器的靈敏度和穩定性大大提高。構建的電化學酶生物傳感器對H₂O₂的檢測具有靈敏度高、檢測限較低、線性范圍寬、選擇性強等優點，且制備方法簡單、成本低，具有很高的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種傳感器制備方法，具體涉及一種基于水滑石-天然高分子化合物/HRP復合材料的H₂O₂酶生物傳感器制備方法，屬于生物傳感技術領域。

背景技術

H₂O₂作為一種重要的化工產品應用十分廣泛，所以H₂O₂檢測在生物制藥、食品科學、工業分析、環境監測和臨床化學等領域具有非常重要的意義。

目前用于檢測H₂O₂的主要手段有滴定法、分光光度法、化學發光法、高效液相色譜法以及電化學方法，其中，電化學酶生物傳感器由于構置方法簡單、靈敏度高、準確度高、選擇性好、檢測限低、價格低廉、穩定性好、能在復雜的體系中進行快速、在線連續監測而被廣泛應用于H₂O₂的測定。

在酶生物傳感器的研制過程中，關鍵就是如何將酶穩定、保持其高活性地固定到基體電極表面而形成傳感器的敏感膜。其中，載體是固定化酶技術的關鍵環節之一，近年來，通過固定生物酶制備H₂O₂生物傳感器得到廣泛研究，其中以辣根過氧化物酶(HRP)最為普遍。無機納米材料具有粒徑小、比表面積大，表面結合能大，易于與酶穩定結合的特點，可有效提高載酶量及酶的穩定性。

CN102147389A用HRP/純化凹土納米復合材料構筑H₂O₂酶傳感器。通過將HRP固定于團聚狀納米AuPd粒子上，以此構筑H₂O₂的酶生物傳感器[王孟等.食品研究與開發.2012,33(4):51-55]，其檢測范圍僅為0.1～5000μmol/L，以及將HRP固定于納米金和碳納米復合材料表面構筑H₂O₂酶生物傳感器[李書芳等.河南大學學報(自然版).2018,48(2):246-252]的檢測范圍僅為2.91～980.00μmol/L。但酶分子與無機納米載體間作用力弱，檢測過程中容易脫落，穩定性不高，使用效率低。天然高分子材料具有來源廣泛、生物相容性好、成本低廉等優點，可用于改善酶的穩定性和使用效率，從而用做固定化酶的載體材料。為了改善酶生物傳感器的檢測性能，以無機納米為基礎的無機/天然高分子復合材料因兼備了無機、天然高分子材料的特點，其理化性質在一定程度上突破了單一材料的限制，為酶更好發揮性能提供更加優良的載體。用納米氧化鋁/殼聚糖/納米金-HRP復合材料構建HRP酶傳感器,其對H₂O₂的電化學檢測僅為0.3～270μmol/L[張衛軍等.分析測試學報.2010,29(4):353-358]，而且成本高，制備過程繁瑣，貴金屬資源有限，限制其商業化應用。

發明內容