[發明專利]通過電沉積生物多糖納米復合材料構建電化學修飾電極、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201910582182.0
• 申請日: 2019-06-30
• 公開（公告）號: CN110220955A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 陳秀瓊;顏慧瓊;林強;孫偉;史載鋒;雷夢圓;張威;何淞明
• 申請（專利權）人: 海南師范大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327
• 代理公司: 杭州永航聯科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 侯蘭玉

本發明涉及一種電化學修飾電極，特別涉及一種通過電沉積生物多糖納米復合材料構建電化學修飾電極、制備方法及其應用，屬于電化學分析技術領域。本發明首先配置生物多糖、納米材料與肌紅蛋白(Mb)的混合液，以離子液體碳糊電極(CILE)為基底電極，控制電位采用循環伏安法進行反復掃描。在電沉積過程中由于水發生電解，導致基底電極表面pH降低，使含有羧基基團的生物多糖發生凝膠化反應，將電沉積混合液共沉積于CILE表面上，從而制得化學修飾電極。待其表面晾干后，涂覆一層Nafion膜，阻止CILE表面上的Mb發生泄漏，以進一步提高生物多糖納米復合材料電化學修飾電極的應用穩定性。

技術領域

本發明涉及一種電化學修飾電極，特別涉及一種通過電沉積生物多糖納米復合材料構建電化學修飾電極、制備方法及其應用，屬于電化學分析技術領域。

背景技術

氯化消毒是自來水廠生產飲用水最常用的消毒方法，用于抑制水體微生物的滋生和疾病的傳播。三氯乙酸(TCA)是自來水氯化消毒時產生的一種較難揮發的氯代有機物。作為主要副產物，由于其致癌、致畸和致突變性，對人體健康構成巨大威脅。因此，對自來水中TCA的檢測和控制對人類健康生活具有十分重大的意義。目前，檢測TCA的方法有多種，包括滴定分析法、高效液相色譜法、分光光度法和電化學法等。其中，電化學方法由于操作簡便，選擇性和靈敏度高，在分析化學領域具有重要的應用前景。

采用常規方法如交聯法、自組裝法和共價耦合等制備的電化學傳感器一般穩定性較差，貨架期短，嚴重制約了它的應用和發展。而電沉積作為一種可有效固定酶和生物相容性材料的技術被廣泛運用于化學電極的修飾。采用電沉積技術制備電化學傳感器具有兩大優點：其一，電沉積過程簡單便捷，可大大減少電活性物質如酶的變性，增強電極表面物質的粘附力，提高修飾電極的穩定性；其二，電化學傳感器易于再生，且修飾膜層厚度可控。尤其是以多羧基的陰離子多糖聚合物為基質材料，采用電沉積技術制備的電化學傳感器穩定性好、靈敏度高和重現性好。

尋找結構中具有大量羧基基團，生物相容性好，無毒的凝膠性多糖聚合物，如海藻酸鈉，透明質酸和果膠等，通過電沉積方法應用于蛋白質的固定中。在電沉積過程中，陽極pH值持續下降，使多糖形成凝膠膜，凝膠膜均勻沉積到電極表面，可為蛋白質提供一個良好的微環境，保持蛋白質的天然結構和提高直接電子傳遞速率。

納米材料由于其具備很多常規材料不具有的獨特結構，因而其物理、化學以及電化學等方面均具有特殊的性能，又因納米材料具有生物兼容性，被應用于電化學生物傳感器中，在改善傳感器的性能和實現蛋白質和電極間電子傳遞方面具有潛在的優勢。利用納米復合材料在保持各自原來物理、化學特性基礎上，不同材料之間的性能復合、互補和優化的特點，可將凝膠性多糖納米復合材料用于電化學生物傳感器的構建中。但是，已報道的文獻中電沉積大多采用裸金電極，而采用離子液體碳糊電極(CILE)作為基底電極，利用具有羧基官能團生物多糖的凝膠性，將其與納米材料和Mb復合物共沉積至其表面報道甚少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種通過電沉積生物多糖納米復合材料構建電化學修飾電極，該電極電活性高、穩定性好、制作簡單、成本低廉，在自來水TCA的定量檢測中能展現出巨大的應用潛能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種通過電沉積生物多糖納米復合材料構建電化學修飾電極的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)離子液體碳糊電極(CILE)的制備

將石墨粉，正己基吡啶六氟磷酸鹽(HPPF₆)和液體石蠟按2.8～3.6g：1.2～2.0g：0.5～1.5mL的比例混合，用研缽充分研磨2～4小時后將其作為填料裝到玻璃管中壓實，插入銅絲作為導線，并將其表面打磨光亮即得到CILE；

(2)生物多糖納米復合材料修飾電極的制備