[發明專利]一種利用還原氧化石墨烯納米材料改良生物電極構建的方法

有效

• 申請號: 202010037065.9
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111208180B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 王霞;邊聰聰;劉壯
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

1.一種利用還原氧化石墨烯納米材料改良生物電極檢測硫化物的方法，步驟是：

(1)在制備的納米多孔金/玻碳電極表面修飾上還原氧化石墨烯懸浮液，制得還原氧化石墨烯/納米多孔金/玻碳電極；

其中：所述納米多孔金/玻碳電極的制備方法是：用直徑為50nm的氧化鋁粉末對玻碳電極(GCE)進行拋光，之后將其依次置于無水乙醇和超純水中分別超聲清洗30～90秒，備用；將厚度為100±10nm的Au/Ag合金片置于純硝酸中，在20～30℃溫度下，腐蝕10～30分鐘，制得納米多孔金薄膜，然后將其固定在拋光清洗后的玻碳電極表面，真空干燥1～2小時后制得納米多孔金/玻碳電極；所述在制備的納米多孔金/玻碳電極表面修飾上還原氧化石墨烯懸浮液的方法是：將還原氧化石墨烯納米材料與分析純級的無水乙醇充分混合，配制成質量體積比濃度為0.01～1％的還原氧化石墨烯懸浮液，再以24～80千赫茲頻率超聲分散0.5～12小時；超聲后，將其放入4℃冰箱保存，備用；通過懸空滴加的方式將制得的還原氧化石墨烯懸浮液按0.0796～1.592微升/每平方毫米的量修飾至制備的納米多孔金/玻碳電極表面，然后在無風、無塵、室溫條件下固定3～24小時，制得還原氧化石墨烯/納米多孔金/玻碳電極；

(2)在還原氧化石墨烯/納米多孔金/玻碳電極表面負載生物材料構建得到改良生物電極，即納米多孔金的重組微生物細胞的生物傳感器；

(3)利用納米多孔金的重組微生物細胞的生物傳感器對硫化物檢測：

其特征在于：

所述在還原氧化石墨烯/納米多孔金/玻碳電極表面負載生物材料的方法是：取1～3毫升密度為3.0×10⁷～3.0×10⁸個/毫升的已構建的過表達重組細胞，在6000轉/每分鐘的條件下離心10分鐘，沉淀細胞用磷酸緩沖液重懸后按1.317～2.163微升/每平方毫米的量均勻凃加于制得還原氧化石墨烯/納米多孔金/玻碳電極表面，然后于4℃條件下固定12～16小時即構建得到改良生物電極；其中所述重組細胞是過表達硫醌氧化還原酶的重組大腸桿菌；

所述利用納米多孔金的重組微生物細胞的生物傳感器對硫化物檢測的方法是：將構建的改良生物電極作為生物檢測電極用作工作電極，以鉑電極為對電極，以飽和甘汞電極為參比電極，組裝三電極體系的生物傳感器；其中，所述納米多孔金/玻碳電極事先在0.5MH₂SO₄中進行循環伏安法掃描10圈，以還原峰峰電流值表征納米多孔金/玻碳電極的有效工作面積；生物傳感器檢測時電極放入磷酸鹽緩沖液的反應體系中，加入0.1～7000μM的硫化物，采用電流-時間曲線(Amperometric i-t Curve)，選擇外加電壓-0.24V，做出電流響應的濃度-電流標準曲線；觀測所出現的電流值能否隨加入硫化物的濃度發生變化，以此判定溶液中是否存在硫化物；電極對硫化物的線性檢測范圍為0.1～7000μM，檢測限為98.5nM，靈敏度為400.42μA cm^-2mM^-1。