本发明专利技术提供一种生物电化学传感器及检测甲醛的方法。所述生物电化学传感器包括工作电极、参比电极、对电极、缓冲溶液和醛类脱氢酶溶液。本发明专利技术以醛类脱氢酶选择性电化学氧化甲醛为基础,设计了一种高灵敏度、高选择性检测甲醛的生物电化学传感器;本发明专利技术提供的检测甲醛的方法操作简单,无须前期大量的准备工作及使用昂贵的测试仪器等;灵敏度高,对甲醛的响应快;检测范围广,检测限低,可检测超低浓度的甲醛;选择性高,精确度高,不受其他挥发性有机化合物的影响;方法稳定性好,储存简单,可重复性强。强。强。
【技术实现步骤摘要】
一种生物电化学传感器及检测甲醛的方法
[0001]本专利技术属于检测
,具体涉及一种生物电化学传感器及检测甲醛的方法。
技术介绍
[0002]甲醛是一种主要的室内空气污染物,对人体具有严重的危害。
[0003]目前常用的甲醛检测方法为酚试剂法,主要检测过程为:首先通过酚试剂溶液吸收采集空气中的甲醛,加入显色剂进行显色,然后通过分光光度计测试样品的吸光度,最后通过标准曲线计算出对应的甲醛浓度。该方法具有过程复杂、灵敏度低、最低检测限高等问题。
[0004]另外,虽然甲醛的检测已得到广泛关注,各种检测方法也不断发展,但挥发性有机化合物(VOCs)的干扰仍有待解决。
[0005]因此,如何提供一种检测甲醛的设备以及提供一种检测甲醛的方法,使其可以避免挥发性有机化合物(VOCs)的干扰,具有较高的检测准确性,成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种生物电化学传感器及检测甲醛的方法。
[0007]为达到此专利技术目的,本专利技术采用以下技术方案:
[0008]第一方面,本专利技术提供一种生物电化学传感器,所述生物电化学传感器包括工作电极、参比电极、对电极、缓冲溶液和醛类脱氢酶溶液。
[0009]在本专利技术中,所述工作电极包括铜基电极、Pt电极、Ti基电极、Au基电极、铁基电极、镍基电极或碳基电极中的任意一种,优选为铜基电极。
[0010]在本专利技术中,所述参比电极包括Ag/AgCl电极、氢电极、甘汞电极、汞氧化汞电极或汞硫酸亚汞电极中的任意一种,优选为Ag/AgCl电极。
[0011]在本专利技术中,所述对电极包括Pt电极、碳基电极、Au基电极、铜基电极、铁基电极、Ti基电极或镍基电极中的任意一种,优选为Pt电极。
[0012]在本专利技术中,所述缓冲溶液包括PBS缓冲溶液、柠檬酸
‑
柠檬酸钠缓冲溶液、碳酸钠
‑
碳酸氢钠缓冲溶液、巴比妥缓冲液、氨
‑
氯化铵缓冲液或硼砂
‑
氯化钙缓冲液中的任意一种,优选为PBS缓冲溶液。
[0013]在本专利技术中,所述醛类脱氢酶包括甲醛脱氢酶、乙醛脱氢酶溶液、3
‑
磷酸甘油醛脱氢酶或视黄醛脱氢酶中的任意一种或至少两种的混合物,优选为乙醛脱氢酶。
[0014]在本专利技术中,所述缓冲溶液的pH为6
‑
10(例如可以是6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用)。
[0015]在本专利技术中,所述醛类脱氢酶溶液的质量浓度为0.025
‑
0.5mg/mL(例如可以是0.025mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、0.15mg/L、0.2mg/L、0.25mg/L、0.3mg/L、0.35mg/L、0.4mg/L、0.45mg/L、0.5mg/L等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值
同样适用)。
[0016]第二方面,本专利技术提供一种检测甲醛的方法,采用第一方面所述的生物电化学传感器进行检测甲醛。
[0017]本专利技术以醛类脱氢酶在工作电极上选择性电化学氧化甲醛为基础,设计了一种高灵敏度高选择性的甲醛检测方法。该方法的检测信号对分析物表现出标准幂律关系,其检测范围宽达10
‑1~10
‑
18
M,且检测限(LOD)为1.46
×
10
‑
18
M,远低于甲醛的安全暴露限(约10
‑9M)。与传统酚试剂法相比,这种基于醛类脱氢酶的电化学方法对常见挥发性有机化合物(VOCs)中的甲醛有很高的特异性,如苯、甲苯和二甲苯等。
[0018]在本专利技术中,所述方法包括以下步骤:采用循环伏安法,利用所述生物电化学传感器检测含不同浓度甲醛的标准工作溶液,根据还原峰电流与甲醛浓度变化关系构建标准曲线,根据标准曲线计算样品中的甲醛浓度。
[0019]本专利技术提供的检测方法通过将化学反应的化学信号转化为电信号来确定甲醛浓度,具体原理为:甲醛在醛类脱氢酶的作用下转化为甲酸,在此过程中会产生质子和电子,工作电极通过捕捉化学反应过程中的电子,将其转化为电信号,然后通过电信号的强度判断甲醛的浓度。
[0020]相对于现有技术,本专利技术具有以下有益效果:
[0021](1)本专利技术以醛类脱氢酶选择性电化学氧化甲醛为基础,设计了一种高灵敏度、高选择性检测甲醛的生物电化学传感器;
[0022](2)本专利技术提供的检测甲醛的方法操作简单,无须前期大量的准备工作及使用昂贵的测试仪器等;
[0023](3)本专利技术提供的检测甲醛的方法灵敏度高,对甲醛的响应快;
[0024](4)本专利技术提供的检测甲醛的方法检测范围广,检测限低,可检测超低浓度的甲醛;
[0025](5)本专利技术提供的检测甲醛的方法选择性高,精确度高,不受其他挥发性有机化合物的影响;
[0026](6)本专利技术提供的检测甲醛的方法稳定性好,储存简单,可重复性强。
附图说明
[0027]图1为本专利技术提供的生物电化学传感器检测甲醛的示意图。
[0028]图2为不同甲醛浓度下的CV曲线。
[0029]图3为标准曲线图。
具体实施方式
[0030]下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术,不应视为对本专利技术的具体限制。
[0031]实施例1
[0032]本实施例提供一种生物电化学传感器,所述生物电化学传感器包括工作电极、参比电极、对电极、缓冲溶液和醛类脱氢酶溶液。
[0033]所述工作电极为铜箔,所述参比电极为Ag/AgCl,所述对电极为Pt电极,所述缓冲
溶液为pH=8的PBS缓冲溶液,所述醛类脱氢酶溶液为0.2mg/mL的乙醛脱氢酶溶液。
[0034]实施例2
[0035]本实施例提供一种生物电化学传感器,所述生物电化学传感器包括工作电极、参比电极、对电极、缓冲溶液和醛类脱氢酶溶液。
[0036]所述工作电极为铜箔,所述参比电极为甘汞电极,所述对电极为不锈钢电极,所述缓冲溶液为pH=6的PBS缓冲溶液,所述醛类脱氢酶溶液为0.025mg/mL的乙醛脱氢酶溶液。
[0037]实施例3
[0038]本实施例提供一种生物电化学传感器,所述生物电化学传感器包括工作电极、参比电极、对电极、缓冲溶液和醛类脱氢酶溶液。
[0039]所述工作电极为铜箔,所述参比电极为氢电极,所述对电极为Au电极,所述缓冲溶液为pH=10的PBS缓冲溶液,所述醛类脱氢酶溶液为0.5mg/mL的乙醛脱氢酶溶液。
[0040]实施例4
[0041]本实施例提供一种生物电化学传感器,与实施例1的区别仅在于,乙醛脱氢酶溶液的浓度为0.0本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物电化学传感器,其特征在于,所述生物电化学传感器包括工作电极、参比电极、对电极、缓冲溶液和醛类脱氢酶溶液。2.根据权利要求1所述的生物电化学传感器,其特征在于,所述工作电极包括铜基电极、Pt电极、Ti基电极、Au基电极、铁基电极、镍基电极或碳基电极中的任意一种,优选为铜基电极。3.根据权利要求1或2所述的生物电化学传感器,其特征在于,所述参比电极包括Ag/AgCl电极、氢电极、甘汞电极、汞氧化汞电极或汞硫酸亚汞电极中的任意一种,优选为Ag/AgCl电极。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的生物电化学传感器,其特征在于,所述对电极包括Pt电极、碳基电极、Au基电极、铜基电极、铁基电极、Ti基电极或镍基电极中的任意一种,优选为Pt电极。5.根据权利要求1
‑
【专利技术属性】
技术研发人员:张长斌,梁敏敏,秦晓晓,宋宁宁,郭占军,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:
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