本发明专利技术公开了一种基于螺环材料的胆固醇生物传感器的制备方法。该制备方法包括：第一步，取洗净的导电基底，在其基底层的导电面上均匀涂布介质层，干燥得半成品，其中介质层的材料由螺环材料与生物粘合剂材料按照体积比1：1-4混合而成；第二步：配制0.5-20mg mL-1的胆固醇氧化酶溶液，取2-7μL的胆固醇氧化酶溶液均匀涂布在介质层上，再干燥形成酶层，即完成生物传感器的制备。本发明专利技术制备方法简单，材料用量少，成本低，可应用于低成本的胆固醇电化学检测设备的生产，对便携式的家庭及临床胆固醇检测具有深远意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物传感器的制备，尤其涉及一种基于螺环材料的胆固醇酶生物传感器的制备。
技术介绍
胆固醇是一种可广泛存在于生物体的脂肪物质。它有助于构成细胞膜并保护哺乳动物细胞受到外来物质的破坏。健康人的血清总胆固醇水平应低于200mgdL-1(5.2mM)，高胆固醇水平会导致致命的疾病，如动脉粥样硬化、脑血栓形成、冠状动脉心脏病和心肌梗死，所以，分析开发一个高度敏感的胆固醇生物传感器，特别胆固醇浓度的检测，对临床诊断是很有意义的。最近，为了满足病人的需要，胆固醇检测技术发展迅速。有许多方法可以用来检测血浆中的胆固醇，如荧光法，高效液相色谱法和电化学法。而电化学生物传感器因其成本低、快捷、方便引起了极大关注。越来越多的研究人员致力于制备特殊修饰的电极用于胆固醇的检测。大部分胆固醇生物传感器是基于过氧化氢(H2O2)的电化学还原而制备的。例如，胆固醇氧化酶(ChOx)和辣根过氧化物酶被修饰在生物传感器上，进而催化产生过氧化氢和4-胆甾烯-3-酮即胆固醇的氧化还原产物。因此，在检测胆固醇时，提高酶活性是最具吸引力的。羧甲基纤维素(CMC)是一种良好的成膜材料，并且生物分子可牢固的吸附于纤维素纤维上，从而固定。螺环材料因其具有两个互相垂直的平面、无定形的性质和多个修改站点等性质而极具吸收力。螺环化合物不仅表现出显著的抗蛋白尿、抗肥胖、抗肿瘤特性，而且还可以应用于不对称催化、电化学传感器、耐火材料、发光材料、光伏电池等。在过去的几十年里，螺环化合物因其优秀的发光和电学性能被用作蓝色磷光有机发光器件(PhOLEDs)的宿主材料。众所周知，制备好的电化学传感器的关键在于电极的电学性能。胆固醇传感器应具有空穴传输能力、无色散和双相载体运输等属性。近年来，标准的电化学技术，如循环伏安法(CV)，是决定生物材料有效性的准确方法。本专利的目的是提出一个新型的使用螺环化合物修饰的电极并用于胆固醇的检测。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供了一种基于螺环材料的胆固醇生物传感器的制备方法，结合电化学技术，利用有螺环材料合成简易、出色的电学性能和传感器制备简单等特性，获得工艺简单、低成本的胆固醇生物传感器的生产方式。为解决现有技术问题，本专利技术采取的技术方案为：一种基于螺环材料的胆固醇生物传感器的制备方法，包括以下步骤：步骤1，取洗净的导电基底，在其基底层的导电面上均匀涂布介质层，再在相对湿度为30%-40%、温度为18℃-28℃下干燥得半成品，其中介质层由螺环材料与生物粘合剂材料按照体积比1：1--4混合后涂布而成；步骤2，配制0.5-20mg·mL-1的胆固醇氧化酶溶液，取2-7μL的胆固醇氧化酶溶液均匀涂布在介质层上，再在相对湿度为30%-40%、温度为18℃-28℃下干燥形成酶层，即完成生物传感器的制备。作为制备方法改进的是，所述的螺环化合物为2-氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](spiro[fluorene-9,9'-xanthene]-2-carbonitrile，CNSFX)、2,7-二氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](spiro[fluorene-9,9'-xanthene]-2,7-dicarbonitrile，DCNSFX)、2'-氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](spiro[fluorene-9,9'-xanthene]-2'-carbonitrile，2'-CNSFX)、2',7'-二氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](spiro[fluorene-9,9'-xanthene]-2',7'-dicarbonitrile，2',7'-DCNSFX)、2,3',6',7-四氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](2,3',6',7-tetracarbonitrilespiro[fluorene-9,9'-xanthene]，TTCNSFX)、2'-氰基螺[二苯并[c,h]氧杂蒽-7,9'-芴](2'-carbonitrilespiro[dibenzo[c,h]xanthene-7,9'-fluorene],CNSFDBX)、2',7'-二氰基螺[二苯并[c,h]氧杂蒽-7,9'-芴](2',7'-dicarbonitrilespiro[dibenzo[c,h]xanthene-7,9'-fluorene]，DCNSFDBX)，且结构式如下所示：作为制备方法改进的是，步骤1中介质层由螺环化合物的悬浮液与生物粘合剂溶液按照体积比1：2混合后涂布而成。作为制备方法改进的是，步骤1中所述的生物粘合剂为羧甲基纤维素、壳聚糖或全氟化膜。作为制备方法改进的是，步骤2中胆固醇氧化酶溶液的配制分为两步：第一步，称取0.05-2mg的胆固醇氧化酶，溶于10μL，pH为5-9的磷酸缓冲液，得胆固醇氧化酶的储备液；第二步，取1μL的胆固醇氧化酶的储备液，加入9μL，pH为5-9的磷酸缓冲液制成。作为胆固醇氧化酶溶液优选的是，第一步和第二步中所述磷酸缓冲液的pH均为7。有益效果与现有技术相比，本专利技术具有的优势有：首先，传统的用于检测胆固醇的生物传感器大多数使用的是胆固醇氧化酶(ChOx)和过氧化物酶等的酶对，而本专利技术使用新型的螺环材料、螺环化合物可替代过氧化物酶，催化过氧化氢分解，并收集、传递氧化氢分解产生的电子、加快酶促反应速率。其次，相对于传统的两酶系的生物传感器，本专利技术只使用一种，既降低了传感器的成本，又提高了传感器的稳定性。最后，本专利技术的传感器，制备方法简单、制备方面要求的环境宽松，对便携式的家庭及临床胆固醇检测设备的开发、推广具有深远意义。附图说明图1为基于螺环材料的胆固醇生物传感器的结构示意图，其中，1、基底层，2、介质层，3、酶层；图2为基于螺环材料的胆固醇生物传感器的检测体系说明图，其中，1、参比电极，2、对电极，3、工作电极，即裸电极或螺环材料电极，检测时，向柱形容器中加入缓冲液或胆固醇溶液。图3在50mVs-1扫描速度的条件下，制备的螺环材料电极在pH为5.8、6.0、7.0、7.4、8.0的含0.1MKCl的5mM[Fe(CN)6]-4/-3溶液中的循环伏安曲线，当溶液pH为7.0时，电极信号最佳。图4在50mVs-1扫描速度、溶液pH为7.0的条件下，制备的螺环材料电极DCNSFDBX/ITO在PBS(a)中和双氧水溶液中(b)的循环伏安曲线；图5在50mVs-1扫描速度、溶液pH为7.0的条件下，制备的螺环材料电极ChOx/DCNSFDBX/ITO在PBS(a)中、制备的螺环材料电极DCNSFDBX/ITO(b)和ChOx/DCNSFDBX/ITO(c)在胆固醇溶液中的循环伏安曲线；图6在-0.50V下,向pH为7.0的磷酸缓冲液中加入胆固醇溶液，制备的螺环材料电极ChOx/DCNSFDBX/ITO的计时电流图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。以下实施例只是用于更加清楚地说明本专利技术的性能，而不能仅局限于下面的实施例。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于螺环材料的胆固醇生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，取洗净的导电基底，在其基底层（1）的导电面上均匀涂布介质层（2），再在相对湿度为30%‑40%、温度为18℃‑28℃下干燥得半成品，其中介质层由螺环化合物的悬浮液与生物粘合剂溶液按照体积比1：1‑4混合涂布而成；步骤2，配制0.5‑20mg·mL‑1的胆固醇氧化酶溶液，取2‑7μL的胆固醇氧化酶溶液均匀涂布在介质层上，再在相对湿度为30%‑40%、温度为18℃‑28℃下干燥形成酶层（3），即完成生物传感器的制备。
【技术特征摘要】
1.一种基于螺环材料的胆固醇生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，取洗净的导电基底，在其基底层（1）的导电面上均匀涂布介质层（2），再在相对湿度为30%-40%、温度为18℃-28℃下干燥得半成品，其中介质层由螺环化合物的悬浮液与生物粘合剂溶液按照体积比1：1--4混合涂布而成；
步骤2，配制0.5-20mg·mL-1的胆固醇氧化酶溶液，取2-7μL的胆固醇氧化酶溶液均匀涂布在介质层上，再在相对湿度为30%-40%、温度为18℃-28℃下干燥形成酶层（3），即完成生物传感器的制备。
2.根据权利要求1所述一种基于螺环材料的胆固醇生物传感器的制备方法，其特征在于：所述的螺环化合物为2-氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽]、2,7-二氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽]、2'-氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽]、2',7'-二氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽]、2,3',6',7-四氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽]、2'-氰基螺[二苯并[c,h]氧杂...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴琼，张梦丹，黄维，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。