本发明专利技术公开了一种基于修饰电极的酪氨酸酶生物传感器，包括一玻碳电极，玻碳电极的检测端表面沉积有纳米金粒子，纳米金粒子外表面吸附L-赖氨酸薄膜，L-赖氨酸薄膜外侧加载有序介孔碳载纳米金，有序介孔碳载纳米金上吸附有酪氨酸酶；其制备方法包括以下步骤：首先制备有序介孔碳载纳米金悬浮液；然后在玻碳电极上用电化学方法沉积纳米金颗粒，再将纳米金修饰电极的检测端浸入L-赖氨酸溶液中，用电化学方法使纳米金颗粒外表面形成一层L-赖氨酸薄膜，再将有序介孔碳载纳米金悬浮液滴加到检测端表面，晾干后再滴加酪氨酸酶溶液，得到酪氨酸酶生物传感器。本发明专利技术具有成本低、制作简单、使用寿命长、酶活性高、检测精度和效率高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种生物传感器及其制备方法和应用，尤其涉及ー种酪氨酸酶生物传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，对苯ニ酚、邻苯ニ酚等有机污染物的主要測定方法有色谱法、紫外分光法、同步荧光光谱法、分光光度法、导数光度法、流动注射分析法等，但是，这些方法都存在前处理复杂、耗时长、样品基体效应大、分析周期长等缺陷，对工作人员的操作水平要求高且仪器昂贵，很难在中小型企业中推广应用。例如采用分光光度法检测时，由于对底物浊度的要求和光干扰物质的影响，限制了其精确性和使用范围；而采用液相和气相色谱法检测，检测前需要对样品进行分离，分离过程通常需要预处理，操作步骤比较繁琐和耗时，检测仪器 相对昂贵，且不便携帯，不能进行实时检測。生物传感器是基于生物有机成分(如酶、抗体、核酸、细胞、微生物等)，对待检物质进行专ー的识别，产生的信号经过信号传导器转变为电信号、光信号，进而定量检测出待测物质的ー项新技术。运用生物传感器来检测环境中的重金属、病原微生物、有害有机物具有特异性强、检测灵敏度高、检测效率高、成本低廉的特点，因此成为了环境保护工作中的ー个研究热点。目前，科研人员正努力提高生物传感器的稳定性、重复性以及结构的可靠性，其中，利用各种新型材料固定生物敏感元件并保持活性是发展生物传感器的ー个重要方向。制作生物酶传感器的关键是如何高效地固定酶，并保持酶的活性。常用的酶固定方法有吸附固定法、包埋固定法、共价固定法和交联固定法，这些方法存在固定不牢固、固定中使用的交联剂影响酶的活性、以及容易使用到对环境有害的物质等缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、制作简单、使用寿命长、酶活性高、检测精度和效率高的基于修饰电极的酪氨酸酶生物传感器，还相应提供ー种酪氨酸酶生物传感器的制备方法，以便通过ー种成本低廉、エ艺简单、制作快速的エ艺使酪氨酸酶的固定具有更好的稳定性和高活性的保持；在此基础上，还提供一种前述酪氨酸酶生物传感器的应用，该应用能够以低成本、简化操作、快速响应、高检测精度及较强抗干扰性强等特点实现对邻苯ニ酚、对苯ニ酚等苯ニ酚类物质的高效检測。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为ー种基于修饰电极的酪氨酸酶生物传感器，所述生物传感器包括ー玻碳电极，所述玻碳电极的检测端表面沉积有纳米金粒子，纳米金粒子外表面吸附ー层L-赖氨酸(L-Lysine)薄膜，所述L-赖氨酸薄膜外侧加载一层有序介孔碳载纳米金(OMC-Au)，有序介孔碳载纳米金上吸附(物理吸附)有酪氨酸酶。本专利技术的上述技术方案中，通过采用有序介孔碳载纳米金来固定酪氨酸酶，回避了化学修饰酪氨酸酶的操作步骤，大大提高了固定酪氨酸酶的活性；另外，有序介孔碳(OMC)因其具有较大孔容及巨大的比表面积，而纳米金(AuNPs)具有高催化活性且能通过自组装形成复合材料的纳米结构，这对本专利技术的生物传感器具有进ー步的增效作用。作为ー个总的技术构思，本专利技术还提供ー种上述的基于修饰电极的酪氨酸酶生物传感器的制备方法，包括以下步骤(I)修饰有序介孔碳向准备好的有序介孔碳(OMC)材料中加入氯金酸溶液并超声分散12h 24h,超声后加入朽1檬酸钠溶液和硼氢化钠溶液(朽1檬酸钠具有还原性,可将金离子还原)，经离心、洗涤、干燥后，修饰得到有序介孔碳载纳米金；将有序介孔碳载纳米金加至溶剂(例如ニ甲基甲酰胺)超声分散后得到有序介孔碳载纳米金悬浮液；(2)沉积纳米金在一置备好的玻碳电极的检测端表面用电化学方法沉积纳米金颗粒，得到纳米金修饰电扱，晾干备用；(3)沉积L-赖氨酸将步骤⑵中制得的纳米金修饰电极的检测端浸入配制好的 L-赖氨酸溶液(赖氨酸水溶液)中，用电化学方法使纳米金颗粒外表面形成ー层L-赖氨酸薄膜，得到L-赖氨酸-纳米金修饰电极；(4)加载有序介孔碳载纳米金将步骤(I)中制得的有序介孔碳载纳米金悬浮液滴加到步骤(3)中制得的L-赖氨酸-纳米金修饰电极的检测端表面，晾干后得到复合材料修饰电极；(本步骤为纯物理加载，未经任何化学修饰)；(5)固定酪氨酸酶在步骤(4)中制得的复合材料修饰电极上滴加(或将电极浸入)配制好的酪氨酸酶溶液，通过充分的物理吸附作用使酪氨酸酶固定于复合材料修饰电极的有序介孔碳载纳米金粒子上，得到酪氨酸酶生物传感器。上述的制备方法，所述步骤(I)中，有序介孔碳的与氯金酸、柠檬酸钠和硼氢化钠的质量比优选为I : O. 05 O. 12 0.01 0.00075。所述氯金酸溶液、柠檬酸钠溶液、硼氢化钠溶液的质量浓度均优选为O. 07% O. I %。上述的制备方法，所述步骤⑶中，L-赖氨酸溶液的浓度范围优选为1.0Xl(T3mol/L I. O X l(T2mol/L。上述的制备方法，所述步骤(I)中，所述有机溶剂优选为ニ甲基甲酰胺(DMF)，所述有序介孔碳载纳米金悬浮液的浓度优选为I. Omg/mL 3mg/mL ;所述步骤(4)中，检测端表面滴加有序介孔碳载纳米金悬浮液体积范围优选为5 μ L 10 μし上述的制备方法，所述步骤(5)中，所述酪氨酸酶溶液的pH优选值为4. 5 9. 2，所述酪氨酸酶溶液中酪氨酸酶的浓度优选为O. 05mg/ μ L O. Img/μ L(—般其用量为5 μ L 10 μ L) 0上述的制备方法，所述有序介孔碳优选是采用包括以下步骤的制备方法制得(I)合成硅基分子筛SBA-15 :将嵌段共聚物Ρ123置于盐酸中溶解，然后逐滴加入正硅酸こ酯(Ρ123与正硅酸こ酯的质量比优选为8 17)，搅拌后水浴加热，温度控制在30°C 35°C，然后将混合物移至转移至反应釜中，在140°C 150°C水热24h，抽滤，洗涤至中性，风干，再放入箱式电阻炉中焙烧(控制升温速率为TC /min，在550°C空气中焙烧4h 5h)，得到硅基分子筛SBA-15 ；(2)合成有序介孔碳将制得的硅基分子筛SBA-15与水、蔗糖、浓硫酸混合(混合的质量比优选为I : 5 I. 25 2. 5 O. 14)，混合物置于100°C 160°C温度下干燥(保持IOh 12h)直至混合物变为黑色，然后将黒色的混合物置于惰性气体保护下在自制管式石英电阻炉中进行高温热解(控制升温速率优选5°C /min,在900°C中焙烧4h 5h)，使蔗糖完全碳化，再用NaOH溶液(优选lmol/L 3mol/L)去除热解产物中的ニ氧化娃分子筛模板，过滤、洗涤、干燥后即得到有序介孔碳。本专利技术的上述制备方法不仅エ艺简单、成本低廉、制作快速，而且使酪氨酸酶的固定更稳固，井能维持酪氨酸酶的高活性。作为ー个总的技术构思，本专利技术还提供ー种上述的酪氨酸酶生物传感器在检测苯ニ酚中的应用，检测时的具体操作方法包括以下步骤以所述的酪氨酸酶生物传感器作为工作电极，饱和甘汞电极作为參比电极，钼电极作为对电极，建立三电极系统，将所述三电极系统与电化学工作站连接，将工作电极的检测端置于待测溶液中，通过电化学工作站检 测出待测溶液中进行电化学反应时的氧化电流大小，然后根据苯ニ酚浓度与氧化电流变化的线性回归方程，即可定性或定量地測定待测溶液中的苯ニ酚。上述的应用中，所述苯ニ酚特别优选为对苯ニ酚或邻苯ニ酚；所述对苯ニ酚浓度与氧化电流变化的线性回归方程优选为Phq = 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于修饰电极的酪氨酸酶生物传感器，所述生物传感器包括一玻碳电极，其特征在于：所述玻碳电极的检测端表面沉积有纳米金粒子，纳米金粒子外表面吸附一层L？赖氨酸薄膜，所述L？赖氨酸薄膜外侧加载一层有序介孔碳载纳米金，有序介孔碳载纳米金上吸附有酪氨酸酶。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汤琳，周耀渝，曾光明，龚继来，李贞，刘媛媛，章毅，杨贵德，严洲，雷晓霞，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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