[发明专利]乙酰胆碱酯酶电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酶电极的制备方法，更具体的说是涉及一种可用于有机磷和氨基甲酸酯类农药检测的乙酰胆碱酯酶电极的制备方法。

背景技术

乙酰胆碱酯酶(乙酰胆碱酯酶)生物传感器(Biosensor)已经广泛应用于有机磷和氨基甲酸酯类农药残留的检测。对于酶传感器有两个研究方向受到广泛关注：其一是利用电极修饰等技术提高电极的电化学性能如对酶促反应产物硫代胆碱检测的灵敏度、稳定性和重复性等；其二是提高酶的固定化效率，包括固定化手段的优化、改进等。目前多数酶电极的制作均采用酶片法，即将乙酰胆碱酯酶通过物理吸附、包埋、共价交联等技术固定于特定的酶片之上。然后将酶片固定于电极表面，进行农药残留的测定。这种方法虽然操作简单，酶片容易更换，但是酶片载体的存在使得酶促产物硫代胆碱的氧化受到一定的阻碍，影响了检测的灵敏度。碳纳米管(MWNTs)自从被发现以来，其独特的理化性质特别是电化学性质得到了广泛的研究和发展。将碳纳米管应用于电极的修饰，有望实现对多种物质的高灵敏度、高稳定性的检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用层层自组装技术将胆碱酯酶直接固定于修饰电极的表面的方法，通过自组装的层数控制固定化酶的量，所得固定化酶不易脱落，而且失活小，活力稳定，本发明制备的乙酰胆碱酯酶电极对有机磷农药甲胺磷以及氨基甲酸酯类农药甲奈威的检测具有灵敏、稳定、准确等优点。

本发明采用的技术方案：乙酰胆碱酯酶电极的制备方法，包括下列步骤：a.原料溶液的配制

配制质量浓度为1％的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液，然后加入氯化钠至氯化钠的浓度达到0.8mol/L以调节聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液的离子强度；以pH值为9.18的四硼酸钠溶液作为分散剂，配制1mg/mL的碳纳米管水分散液；以pH值为7.40的磷酸盐缓冲液为溶剂，配制100U/mL的乙酰胆碱酯酶溶液；

b.用碳纳米管对玻碳电极的表面进行修饰

将玻碳电极与铂电极组成的两电极体系放入步骤a制备的碳纳米管水分散液中，在两电极上施加1.70V的工作电压，使带负电的碳纳米管吸附到玻碳电极表面，2小时后取出，用去离子水冲洗，然后浸入带正电荷的步骤a制备的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中，15min后取出，用去离子水小心冲洗掉残液后，再浸入带负电的碳纳米管水分散液中，15min后取出，用去离子水小心冲洗掉残液；如此反复5遍，可在电极表面形成5层碳纳米管修饰层；

c.直接固定乙酰胆碱酯酶

将步骤b制备的碳纳米管修饰电极浸入带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中，15min后取出，用去离子水小心冲洗掉残液后，然后浸入带负电的乙酰胆碱酯酶溶液中，15min后取出，用去离子水小心冲洗掉残液。如此反复4遍后，将电极浸入带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中，15min后取出，得到所述乙酰胆碱酯酶电极。

本发明的有益效果：本发明利用层层静电自组装技术将带有负电荷的AChE直接固定于到经过MWNTs修饰的玻碳电极表面，从而解决酶片法等利用载体间接固定酶带来的传质影响。本发明形成的酶传感器在有机磷及氨基甲酸酯类农药的检测中，具有灵敏度高、稳定性好等优点。

附图说明

图1是将本发明制备的乙酰胆碱酯酶电极浸入各农药溶液10min后，测定酶抑制率的数据图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述，乙酰胆碱酯酶电极的制备方法，包括下列步骤：

a.原料溶液的配制

配制质量浓度为1％的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液，然后加入氯化钠至氯化钠的浓度达到0.8mol/L以调节聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液的离子强度；以pH值为9.18的四硼酸钠溶液作为分散剂，配制1mg/mL的碳纳米管水分散液；以pH值为7.40的磷酸盐缓冲液为溶剂，配制100U/mL的乙酰胆碱酯酶溶液；

b.用碳纳米管对玻碳电极的表面进行修饰

将玻碳电极与铂电极组成的两电极体系放入步骤a制备的碳纳米管水分散液中，在两电极上施加1.70V的工作电压，使带负电的碳纳米管吸附到玻碳电极表面，2小时后取出，用去离子水冲洗，然后浸入带正电荷的步骤a制备的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中，15min后取出，用去离子水小心冲洗掉残液后，再浸入带负电的碳纳米管水分散液中，15min后取出，用去离子水小心冲洗掉残液；如此反复5遍，可在电极表面形成5层碳纳米管修饰层；

c.直接固定乙酰胆碱酯酶