[發明專利]用于檢測酚類污染物的高分子膜電極及其制備方法

有效

• 申請號: 202110102214.X
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112903788B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 徐嘉琪;黃德奇;王元有;高慶;謝宇婧
• 申請（專利權）人: 揚州工業職業技術學院
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 楊勝

本案涉及一種用于檢測酚類污染物的高分子膜電極及其制備方法，首先對玻碳電極表面進行拋光預處理，以多酚氧化酶溶液為基底，采用呼吸圖法滴加高分子聚合物溶液，通過電荷?兩親性雙驅動自組裝制得用于檢測酚類污染物的高分子膜電極。本發明制備方法簡單，成本低；可選擇單體多，可用于對多種酚類化合物進行定量分析，使用范圍廣；在成膜過程中，形成多孔結構的高分子膜，有利于暴露更多的酶活性中心與待測目標物接觸；具有反應速度快、檢測下限低且檢測范圍寬的優點；制得的電化學生物傳感器靈敏度高、選擇性和穩定性好，可用于水體環境中酚類物質檢測。

技術領域

本發明屬于電化學領域，具體為一種用于檢測酚類污染物的高分子膜電極及其制備方法。

背景技術

在煉油、造紙、塑料、陶瓷、紡織等工業產生過程中，所產生的工業廢水中往往會含有酚類物質，這些有機酚類物質若排放到周圍環境中，即使是痕量的酚類有機物，也會對周圍水生生物的生長與繁殖造成毒害作用，同時也會污染飲用水源，危害人體健康。因此，有必要控制周圍水體環境中的酚類物質含量，而其中酚類物質的檢測尤為重要，通過檢測可監測水體環境的安全狀況。目前，傳統的酚類物質的檢測方法都是基于色譜法和分光光度法而建立的，但這兩種方法都需要使用大型分析儀器，連續性不好，預處理繁瑣，成本較高。建立一種快速、簡易的酚類物質檢測方法，對環境監測工作而言，顯得意義重大。

隨著電化學傳感器技術的發展，研究人員開始探索電化學傳感器在環境監測中的應用，并將其應用于目標物質的檢測中。目前，將酶電化學傳感器應用于天然水體中酚類物質的檢測，正得到越來越多的研究。專利CN102928488B公開了一種酶電化學生物傳感器檢測水體環境中酚類化合物的方法，該方法所采用的傳感器是將絡氨酸酶固載到新型離子液體改性的介孔碳復合材料上制備而得的。其中需用到有序介孔碳材料，可起到固定酶分子的作用，但該有序介孔碳材料制備步驟復雜。專利CN102680547B公開了一種用于檢測水中酚類物質的電極及其制備方法，其中所涉及的電化學傳感器是以硼摻雜的金剛石薄膜為電極基底，其表面再以納米金剛石粒子與絡氨酸酶共同修飾制備得到的。專利CN109628545A公開了一種用于檢測高濃度酚類物質的細菌漆酶傳感器。在制備細菌漆酶傳感器的方法中，所用的修飾電極混合液為多壁碳納米管-殼聚糖-ABTS溶液，其中所涉及的專有細菌漆酶CotA的表達獲取步驟復雜。

由前述可知，目前在制備酶電化學傳感器過程中存在的問題是制備步驟復雜，且在制備過程中用到諸多試劑和材料才能達到酶固載化的目的，對環境污染較大。

發明內容

針對現有技術中的不足之處，本發明旨在構建一種制備步驟簡單、易于操作，且靈敏度高、選擇性高、穩定性好的用于水體環境中酚類物質檢測的酶電化學傳感器。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于檢測酚類污染物的高分子膜電極的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：對玻碳電極表面進行拋光預處理；

步驟二：將多酚氧化酶溶解于磷酸緩沖溶液中，得到濃度為1mg/mL的多酚氧化酶溶液，在溫度為0-4℃的環境中冷藏待用；

步驟三：將超支化兩親性嵌段共聚物溶解于三氯甲烷中，得到高分子聚合物溶液，在溫度為0-4℃的環境中冷藏待用；

步驟四：取步驟二的多酚氧化酶溶液滴加至步驟一的玻碳電極表面，室溫下干燥至電極表面形成一層多酚氧化酶溶液膜；

步驟五：取步驟三的高分子聚合物溶液滴加至步驟四所得電極所形成的多酚氧化酶溶液膜表面上，并迅速轉移至恒溫恒濕箱中，靜置，直至電極表面即形成一層均勻的含有多酚氧化酶的高分子聚合物膜，最終制得用于檢測酚類污染物的高分子膜電極。

進一步地，在上述方案中，所述步驟一中，玻碳電極預處理步驟為：分別采用0.2-0.5μm和0.02-0.05μm的氧化鋁粉對玻碳片進行打磨拋光，分別用乙醇和蒸餾水超聲清洗2-3min，晾干待用。