[發明專利]一種基于電化學酶傳感器檢測纖維素纖維的方法

有效

• 申請號: 202011162346.3
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112162025B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 鄭浩然;何宇杰;周駿懿;王俊森;王秉
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/30;G01N27/38;G01N1/28
• 代理公司: 浙江永航聯科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 蔡鼎

本發明涉及文物檢測領域，公開了一種基于電化學酶傳感器檢測纖維素纖維的方法，包括：1）待檢纖維樣品的預處理；2）酶解；3）合成GOF，作為電極負載材料；4）清洗電極；5）對合成的GOF進行電化學還原；6）電極的層層自組裝過程；7）進行電化學測試。本發明采用球磨和堿處理預處理可提高纖維的可降解性能，進而提高了酶的利用效率。并將電化學酶傳感技術首次運用在纖維檢測領域，結合了酶和電化學傳感的優點。負載的電極材料GOF為雙層結構，有著比表面積大，生物相容性好、吸附能力強優點，經電化學還原后電化學性能也得到提升。

技術領域

本發明涉及文物檢測領域，尤其涉及一種基于電化學酶傳感器檢測纖維素纖維的方法。

背景技術

中華民族擁有數千年的文明史，文明社會的形成與發展是個漫長的過程，衣食住行則是人們首先需要解決的問題，有衣可穿在傳統觀念中具有重大意義。古時，棉麻是大眾社會的首要選擇，也是幾千年歷史沉淀下來的一種文化。中國早在公元前4000年前的新石器時代已采用苧麻作紡織原料，浙江吳興錢山漾出土文物中發現的苧麻織物殘片是公元前2700年前的遺物。時至今日，大量的棉麻文物被發掘出來，將它們與絲綢文物等蛋白質纖維區分開來具有很大的意義。對它們進行研究，能深層次的了解古代政治，經濟，文化的發展情況。

電化學傳感器中，電信號是一些發生在換能器/分析界面的（化學）過程的一個直接的結果，將生物活性成分（酶）和物理換能器聯系起立，就可以充分利用酶的選擇性和電化學系統的多樣性和簡單性。目前，現有技術中，酶傳感器在考古和文物檢測領域還很少被應用。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于電化學酶傳感器檢測纖維素纖維的方法，

本發明的具體技術方案為：一種基于電化學酶傳感器檢測纖維素纖維的方法，包括以下步驟：

1）稱取1-2 g待檢纖維樣品，經球磨粉碎后，放入容器中并加入10-40 mL NH₃·H₂O，然后攪拌加熱，加熱完畢后抽濾數次，并用蒸餾水沖洗濾渣，于50-70 ℃環境中保存，得到預處理的待檢纖維樣品。

采用的球磨處理區別于普通的物理處理，如研磨、粉碎等，可以更好的改變其顆粒大小、增大其表面積，一定程度上減小纖維的結晶度和聚合度，并且其處理過后的纖維膨潤性減小、體積小，可以有效提高酶水解效果。

2）稱取0.5-1.5 g待檢纖維樣品置于容器中，按固液比1g/20-40mL配制為溶液，調節pH=3-7，加入纖維素酶，酶解后，將水解液離心處理，取上清液，濃縮結晶得到葡萄糖。

3）稱取氧化石墨烯5-10 mg，分散于10-20 mL DMF中，超聲處理后加入5-10 mg對苯二硼酸，混合均勻后，轉移到高壓反應釜中，80-85 ℃下反應4-6 h；冷卻后取出用DMF和蒸餾水各離心清洗數次，最后一次離心清洗后去掉上清液，加入10-20 mL蒸餾水并超聲分散得到GOF分散液。

制備得到的GOF材料不同于一般的氧化石墨烯，它是通過對苯二硼酸作為中間配體，從而連接氧化石墨烯，得到雙層結構，增大了材料的比表面積，使其作為負載材料可以增加負載量。

4）沿著8字形將玻碳電極在麂皮用納米級氧化鋁懸浮漿打磨，然后分別用蒸餾水，無水乙醇、蒸餾水超聲清洗；接著用循環伏安法表征電極來確定表面潔凈程度，確保電極表面潔凈后開始自組裝過程。

用循環伏安法來驗證電級表面是否打磨干凈，只需觀察曲線上氧化還原峰之間的電壓差是否小于100 mV，若小于，則可以得到已打磨干凈這一結論。可以直觀的確認電級表面的潔凈程度。

5）將步驟4）所得電極于30-40 ℃下干燥10-15 min，將步驟3）所得GOF分散液稀釋8-12倍，然后滴加3-5 μL至電極表面，接著采用循環伏安法對電極表面GOF進行電化學還原。