交联的聚合离子液体材料的制备方法及其在辣根过氧化物酶修饰电极上的应用技术

本发明专利技术公开了一种包含交联的聚合离子液体微球材料的修饰电极的制备方法，包括：步骤1：合成交联的聚合离子液体微球；称取单体1

【技术实现步骤摘要】
交联的聚合离子液体材料的制备方法及其在辣根过氧化物酶修饰电极上的应用


[0001]本专利技术公开涉及酶生物传感器
，尤其涉及交联的聚合离子液体微球材料的修饰电极的制备方法及其电化学应用。

技术介绍

[0002]过氧化氢(H2O2)作为氧化剂广泛应用于制药、临床、环境保护等行业。此外，因其具有氧化还原特性，H2O2作为介质广泛应用于生物及食品行业。然而，过量的H2O2对人体的中枢神经系统具有破坏性影响，可引起阿兹海默症，帕金森病等。因此，实现H2O2快速、灵敏、准确、实用的分析检测具有重要的意义。
[0003]目前，应用于测定H2O2可采用色谱法、化学发光法、滴定法、分光光度法荧光法、电化学方法等。其中，电化学传感器和生物传感器因其具有高灵敏度、良好的选择性、适用实时监测、成本低、操作简单等特点被广泛应用于H2O2的分析检测。酶生物传感器在具备以上优点的同时相较于非酶传感器可有效降低工作电位，进而提高电子传递动力学以及可有效避免其他电活性物质干扰等特点被广泛关注。
[0004]辣根过氧化物酶(HRP)作为过氧化氢酶的一员，常被应用于过氧化氢酶结构、动力学、热力学性质的研究，特别是在制备H2O2电化学酶生物传感器最具代表性的酶。然而，由于酶生物大分子构象差，氧化还原活性中心被深埋，HRP在裸电极上难以实现直接电子转移。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术公开提供了一种交联的聚合离子液体微球材料的修饰电极的制备方法及其电化学应用，以实现对H2O2、NaNO2的良好分析检测性能及催化性能。
[0006]本专利技术提供的技术方案，具体为，一种交联的聚合离子液体微球材料的修饰电极的制备方法，包括：
[0007]步骤1：合成交联的聚合离子液体微球；称取单体1
‑
乙烯基
‑3‑
乙基咪唑溴盐、交联剂N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和引发剂过硫酸铵构成分散水相，其中以PBS为分散剂；以十二烷和span 80构成油相；将分散水相逐滴加入油相，得到PIL的油包水乳液，继续向油包水乳液中加入TEMED进一步引发PIL的聚合反应，聚合后形成微球结构的凝胶颗粒，离心回收，被水膨胀的凝胶颗粒经冻干后制备得到白色粉末PIL
‑
M；
[0008]步骤2：制备修饰电极PIL
‑
M
‑
HRP
‑
Nafion/GCE。
[0009]优选地，首先取0.125g单体1
‑
乙烯基
‑3‑
乙基咪唑溴盐，0.01g交联剂N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和0.0025g引发剂过硫酸铵构成分散水相，以0.1M PBS为分散剂，以75μL十二烷和25μL span 80构成油相。
[0010]优选地，步骤2所述制备修饰电极PIL
‑
M
‑
HRP
‑
Nafion/GCE包括：
[0011]1)预处理玻碳电极GCE，d＝3mm；
[0012]2)制备混合溶液PIL
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M
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HRP
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Nafion：首先将9mg/mL的HRP的pH＝7的PBS溶液与
1mg/mL PIL
‑
M水溶液等体积混合，将该混合液超声、漩涡完全混合后，加入等体积的1％Nafion溶液后，继续漩涡10min，得到修饰材料混合液PIL
‑
M
‑
HRP
‑
Nafion；
[0013]3)制备PIL
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M
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HRP
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Nafion/GCE修饰电极：取7μL的PIL
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M
‑
HRP
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Nafion混合液，滴涂于预先处理的GCE电极，放置在4℃条件下，隔夜干燥，制备得到PIL
‑
M
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HRP
‑
Nafion/GCE修饰电极。
[0014]根据上述方法制备得到的包含交联的聚合离子液体微球材料的修饰电极，其应用于对H2O2及NaNO2的电催化。
[0015]本专利技术提供的一种交联的聚合离子液体微球材料的修饰电极及其制备方法、应用。本专利技术应用油包水(W/O)乳液聚合方法合成了交联的聚合离子液体微球(PIL
‑
M)。将合成的材料PIL
‑
M与HRP结合，制备修饰电极PIL
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M
‑
HRP
‑
Nafion/GCE，电极PIL
‑
M
‑
HRP
‑
Nafion/GCE实现了HRP的直接电化学行为，相对于线性聚合离子液体，交联的聚合离子液体制备的修饰电极更有效的促进HRP与电极之间的电子转移过程。此外，电极PIL
‑
M
‑
HRP
‑
Nafion/GCE对H2O2，NaNO2也表现出更好的电催化性能，具有较宽的线性范围，低检出限，良好的选择性等。
[0016]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术的公开。
附图说明
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术公开实施例提供的聚合离子液体PIL分散在水中图片(a)，聚合离子液体PIL水溶液的Zeta电位图(b)；
[0020]图2为本专利技术公开实施例提供的交联聚合离子液体微球PIL
‑
M分散在水中图片(a)，交联聚合离子液体微球PIL
‑
M水溶液的Zeta电位图(b)；
[0021]图3为本专利技术公开实施例提供的交联的聚合离子液体微球PIL
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M的SEM照片；
[0022]图4为本专利技术公开实施例提供的PIL
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M(a)、HRP(b)、PIL
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M
‑
HRP(c)的紫外
‑
可见吸收光谱图；
[0023]图5为本专利技术公开实施例提供的HRP(a)、PIL
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M
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HRP(b)的红外光谱对比谱图；
[0024]图6为本专利技术公开实施例提供的在含有5mM Fe(CN)
63
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/4
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，0.1M KCl的支持电解液中Bare/GCE、PIL/GCE、PIL
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.交联的聚合离子液体微球材料的修饰电极的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：合成交联的聚合离子液体微球；称取单体1
‑
乙烯基
‑3‑
乙基咪唑溴盐、交联剂N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和引发剂过硫酸铵构成分散水相，其中以PBS为分散剂；以十二烷和span 80构成油相；将分散水相逐滴加入油相，得到PIL的油包水乳液，继续向油包水乳液中加入TEMED进一步引发PIL的聚合反应，聚合后形成微球结构的凝胶颗粒，离心回收，被水膨胀的凝胶颗粒经冻干后制备得到白色粉末PIL
‑
M；步骤2：制备修饰电极PIL
‑
M
‑
HRP
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Nafion/GCE。2.根据权利要求1所述交联的聚合离子液体微球材料的修饰电极的制备方法，其特征在于，首先取0.125g单体1
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乙烯基
‑3‑
乙基咪唑溴盐，0.01g交联剂N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺和0.0025g引发剂过硫酸铵构成分散水相，以0.1M PBS为分散剂，以75μL十二烷和25μL span 80构成油相。3.根据权利要求1所述交联的聚合离子液体微球材料的修饰电极的制备方法，其特征在于，步骤2所述制备修饰电极PIL
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M

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，陈雪，张谦，张洪波，
申请(专利权)人：沈阳师范大学，
类型：发明
国别省市：