一种酶生物传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种酶生物传感器及其制备方法和应用。本发明专利技术的酶生物传感器为由酶修饰的基底电极、参比电极和对电极组成的三电极体系，酶修饰的基底电极的组成包括依次设置的基底电极、纳米多孔金修饰层、活化的硫辛酸自组装膜层和酶修饰层，酶修饰层的组成包括甘油激酶、甘油三磷酸氧化酶和壳聚糖。本发明专利技术的酶生物传感器的制备方法包括以下步骤：先制备含纳米多孔金修饰层、活化的硫辛酸自组装膜层和酶修饰层的基底电极，再组装三电极体系，即得酶生物传感器。本发明专利技术的酶生物传感器具有良好的电子传递性能，能够快速转移反应产生的电子，实现对目标分子的选择性检测，响应速度快，且该传感器还具有良好的重现性、稳定性和灵敏度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种酶生物传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电化学生物传感器
，具体涉及一种酶生物传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]丙三醇，又名甘油，是一种无色、无臭、微甜并具有较强吸湿性的粘稠液体，常作为甜味剂、保湿剂、增稠剂应用在食品、日化和医药领域。甘油是果酒饮料中重要的天然发酵成分，可以增加果酒口感的复杂性和丰满度，而甘油含量则是业内人士判断葡萄酒品质的重要依据之一；甘油是生物柴油生产中的主要副产物，其含量会直接影响生物柴油的使用性能，是衡量生物柴油品质的重要指标之一；甘油常作为保湿剂添加到面霜、护发产品和肥皂中，但甘油浓度过高却又会对皮肤产生严重的刺激作用；人血清中甘油的正常浓度水平为0.05mmol/L～0.1mmol/L，甘油可以作为心血管疾病的生物标志物(甘油浓度高于0.327mmol/L
±
0.190mmol/L，则说明可能患有心血管疾病)。因此，甘油含量的测定具有重要的现实意义。
[0003]目前，甘油测定的方法主要包括分光光度法、红外光谱法、色谱法和电化学方法。分光光度法、红外光谱法和色谱法等传统方法普遍存在程序繁杂、成本高昂、仪器设备要求较高等问题，不适用于大批量样品的快速检测。电化学酶生物传感器具有良好的选择性，且还具有操作方便、检测限低、响应快、灵敏度高等优点，成为了近年来的研究热点。然而，酶对外部环境的敏感性以及易脱落性导致现有的酶生物传感器普遍存在难以重复利用的问题，实际应用受到很大限制。
[0004]因此，开发一种简便、快速、灵敏、稳定的甘油电化学生物传感器具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种酶生物传感器及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种酶生物传感器，其为由酶修饰的基底电极、参比电极和对电极组成的三电极体系；所述酶修饰的基底电极的组成包括依次设置的基底电极、纳米多孔金修饰层、活化的硫辛酸自组装膜层和酶修饰层；所述酶修饰层的组成包括甘油激酶、甘油三磷酸氧化酶和壳聚糖。
[0008]优选的，所述参比电极为饱和甘汞电极。
[0009]优选的，所述对电极为铂电极。
[0010]优选的，所述基底电极为金盘电极。
[0011]优选的，所述活化的硫辛酸自组装膜层由硫辛酸自组装膜经过1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺活化制成。
[0012]上述酶生物传感器的制备方法包括以下步骤：
[0013]1)将基底电极浸入镀金液中进行电沉积，得到纳米多孔金修饰的基底电极；
[0014]2)将纳米多孔金修饰的基底电极浸入硫辛酸溶液中进行自组装，得到自组装膜修饰的基底电极；
[0015]3)将自组装膜修饰的基底电极浸入含1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的溶液中进行活化，得到活化的基底电极；
[0016]4)将含甘油激酶、甘油三磷酸氧化酶和壳聚糖的溶液涂覆在活化的基底电极表面，干燥，得到酶修饰的基底电极；
[0017]5)将酶修饰的基底电极、参比电极和对电极组成三电极体系，即得酶生物传感器。
[0018]优选的，上述酶生物传感器的制备方法包括以下步骤：
[0019]1)将基底电极浸入镀金液中进行电沉积，得到纳米多孔金修饰的基底电极；
[0020]2)将纳米多孔金修饰的基底电极浸入硫辛酸的乙醇溶液中进行自组装，得到自组装膜修饰的基底电极；
[0021]3)将1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐溶液和N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶液等体积混合制成含1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的溶液，再将自组装膜修饰的基底电极浸入含1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的溶液中进行活化，得到活化的基底电极；
[0022]4)将甘油激酶溶液和甘油三磷酸氧化酶溶液等体积混合制成复合酶溶液，再将复合酶溶液和壳聚糖的乙酸溶液等体积混合制成含甘油激酶、甘油三磷酸氧化酶和壳聚糖的溶液，再将含甘油激酶、甘油三磷酸氧化酶和壳聚糖的溶液滴涂在活化的基底电极表面，干燥，得到酶修饰的基底电极；
[0023]5)将酶修饰的基底电极、参比电极和对电极组成三电极体系，即得酶生物传感器。
[0024]优选的，步骤1)所述基底电极进行过预处理，预处理过程如下：将基底电极的表面用直径0.04μm～0.06μm的Al2O3粉末抛光成镜面，再用水冲洗，再依次在无水乙醇和水中进行超声清洗，取出用水洗净，用N2吹干，再将基底电极置于H2SO4溶液中进行活化处理，再用水洗净电极表面。
[0025]优选的，所述H2SO4溶液的浓度为0.8mol/L～1.2mol/L。
[0026]优选的，步骤1)所述镀金液为HAuCl4‑
H2SO4溶液，HAuCl4的浓度为1mmol/L～100mmol/L，H2SO4的浓度为1mol/L～5mol/L。
[0027]优选的，步骤1)所述电沉积采用恒电位法，沉积电压为
‑
1V～
‑
4V，沉积时间为10s～90s。
[0028]优选的，步骤2)所述硫辛酸的乙醇溶液的浓度为8mmol/L～12mmol/L。
[0029]优选的，步骤2)所述自组装的时间为1h～5h。
[0030]优选的，步骤3)所述1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐溶液的浓度为250mmol/L～350mmol/L，溶剂为pH＝5.6、浓度0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液。
[0031]优选的，步骤3)所述N
‑
羟基琥珀酰亚胺溶液的浓度为80mmol/L～120mmol/L，溶剂为pH＝5.6、浓度0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液。
[0032]优选的，步骤3)所述含1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的溶液中1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐、N
‑
羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为2.8～3.2:1。
[0033]优选的，步骤3)所述活化的时间为40min～80min。
[0034]优选的，步骤4)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酶生物传感器，其为由酶修饰的基底电极、参比电极和对电极组成的三电极体系，其特征在于：所述酶修饰的基底电极的组成包括依次设置的基底电极、纳米多孔金修饰层、活化的硫辛酸自组装膜层和酶修饰层；所述酶修饰层的组成包括甘油激酶、甘油三磷酸氧化酶和壳聚糖。2.根据权利要求1所述的酶生物传感器，其特征在于：所述参比电极为饱和甘汞电极；所述对电极为铂电极；所述基底电极为金盘电极。3.根据权利要求1或2所述的酶生物传感器，其特征在于：所述活化的硫辛酸自组装膜层由硫辛酸自组装膜经过1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺活化制成。4.权利要求1～3中任意一项所述的酶生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将基底电极浸入镀金液中进行电沉积，得到纳米多孔金修饰的基底电极；2)将纳米多孔金修饰的基底电极浸入硫辛酸溶液中进行自组装，得到自组装膜修饰的基底电极；3)将自组装膜修饰的基底电极浸入含1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺的溶液中进行活化，得到活化的基底电极；4)将含甘油激酶、甘油三磷酸氧化酶和壳聚糖的溶液涂覆在活化的基底电极表面，干燥，得到酶修饰的基底电极；5)将酶修饰的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴金花，闫彩云，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：