[發明專利]基于黑磷烯量子點(BPQDs)修飾辣根過氧化物酶(HRP)傳感器的應用

在審

• 申請號: 202210462980.1
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN115389582A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 孫偉;李小青;閆麗君;施璠;王寶麗;姚昱岑
• 申請（專利權）人: 海南師范大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/48;C01B25/02
• 代理公司: 暫無信息
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本發明涉及一種基于黑磷烯量子點修飾辣根過氧化物酶傳感器的應用。通過采用液相剝離法和層層涂布法制備了黑磷烯量子點修飾的酶傳感器，并用于三氯乙酸和溴酸鉀的電催化應用。主要包括如下步驟：黑磷烯量子點的制備；在充滿N₂的手套箱中，采用層層涂布法，制備得到辣根過氧化物酶電化學傳感器；將所構建的酶傳感器用于三氯乙酸和溴酸鉀的電催化應用。由實施例的結果表明，本發明工藝簡單，制作成本低，檢測靈敏，測定效果顯著。

技術領域

本發明屬于電化學傳感器的應用領域，涉及黑磷烯量子點(BPQDs)修飾辣根過氧化物酶（HRP)傳感器的應用。

背景技術

辣根過氧化物酶（HRP）是一類含亞鐵血紅素的蛋白質，由于其高純度，穩定性，低成本和易獲得性，已被廣泛用于電化學生物傳感器的構建。然而，生物分子中的氧化還原中心通常被深深地嵌入蛋白質的三維結構中，電子很難轉移到裸電極表面。為了解決這個問題，電極和各種修飾劑的出現引起了研究者的廣泛關注，將基底電極表面固定修飾劑可以實現電子的轉移。目前已經有很多方法可以實現固定化HRP的直接電子轉移，例如縮短酶的活性中心和電極之間的距離，保持或提高酶的生物活性。黑磷 (BP) 納米片和量子點由于其良好的生物相容性、體內生物降解性和優異的光熱/光動力性能成為用于電化學傳感的新興納米材料。與納米片相比，黑磷量子點（BPQDs）具有更大的比表面積和更好的安全性。然而，BP 納米片和 BPQDs 仍然存在固有的環境不穩定性和溶液中的嚴重聚集，這將顯著影響其電化學傳感性能并降低其生物相容性，從而阻礙其實際應用。為了解決這些問題，化學改性和物理表面覆蓋是兩種最廣泛使用的方法。本發明采用有機溶劑進行保護。將BPQDs作為HRP信號放大載體，能夠加快HRP電子傳遞，提高HRP的生物活性。

發明內容

鑒于此，本發明提供了一種基于黑磷烯量子點(BPQDs)修飾辣根過氧化物酶（HRP)傳感器的應用，本發明提供的酶電化學傳感器制備方法簡單、成本低、效果明顯，電化學測試過程中，具有較高的有效表面積和分析檢測性能。

優選地，所述BPQDs/CILE的有效表面積為0.204 cm²；

本發明提供了上述技術方案所述電化學酶傳感器的制備方法，包括以下步驟：(1)BPNPs與NMP混合在堿性環境中冰浴超聲8小時，然后離心，制備BPQDs；(2)以石墨粉和離子液體(HPPF₆)制備CILE，以其作為基底電極，并在每次使用之前對電極表面進行拋光；(3)把CILE、HRP和Nafion放入手套箱中，將手套箱抽真空，然后通入N₂；(4)滴涂BPQDs到CILE的表面，室溫晾干后，得到BPQDs/CILE修飾電極；(5) 在步驟4的基礎上，將HRP滴于BPQDs/CILE電極上，室溫晾干后，得到HRP/BPQDs/CILE修飾電極；(6) 對步驟5得到的修飾電極，再滴加Nafion到上述電極之上，室溫晾干后，制備得到的修飾電極(Nafion/HRP/BPQDs/CILE);(7)對步驟6所得的電極構建三電極體系進行電化學測試。

優選地，所述BPQDs的用量為10μL，BPNPs與NMP二者以體積比1：1混合。所述BPNPs為層狀結構，所述HRP的濃度為15.0 mg/mL，所述的電極制備步驟(4) (5) (6)均在充滿N₂的手套箱中完成。

優選地，所述的修飾電極的制備固定酶的用量為10.0 μL 15.0 mg/mL，自然晾干完成。

本發明提供了上述技術方案所述一種基于黑磷烯量子點(BPQDs)修飾辣根過氧化物酶(HRP)傳感器的應用。本發明提供的BPQDs，具有良好的生物相容性和導電性，以BPQDs作為電極信號放大載體，電化學響應信號明顯提高。由實施例的結果表明，本發明提供的BPQDs修飾電極在1.0 mmol/L K₃[Fe(CN)₆]和0.5mol/L KCl混合液中，進行循環伏安測試，其有效面積為0.204 cm²，比CILE 大1.63倍。

附圖說明