[发明专利]用于检测黄曲霉毒素B1的生物传感器电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物传感器领域，涉及一种用于检测黄曲霉毒素B₁的生物传感器电极及其制备方法。

背景技术

黄曲霉毒素B₁(AF B₁)是目前已知的强致癌物之一，它们常污染动物饲料和人类的食品，1988年国际肿瘤研究机构(International Agency for Research on Cancer，IARC)将黄曲霉毒素AFB1列为人类致癌物。用污染的饲料喂养禽畜会导致肉、乳及其制品的污染。人们如果食用被污染的食品，会导致急性中毒，引起肝脏坏死出血，慢性中毒可引起肝癌、肺癌。同时，用被污染的饲料饲养禽畜会使禽畜生产率降低，增重减慢，造成重大经济损失。各国对食品及饲料中的黄曲霉毒素均有严格的限量规定。

目前，对食品及饲料中黄曲霉毒素B₁的检测方法大致有TLC(薄层色谱法)、HPLC(高效液相色谱)、免疫化学(酶标仪法)法等几种(黄曲霉毒素B₁检测方法的分析，食品与发酵工业2003年10期)，以及酶生物传感器。TLC法较为简单，不需要价格高昂的仪器设备，但样品的前处理繁琐，耗时，准确性差，且使用的大量有毒有机溶剂对实验人员危害大。

HPLC法需要高昂的设备费用，技术水平要求高，样品处理仍是繁琐，实验结果的精度易受试剂差异的影响，不适合快速检测；免疫化学(酶标仪法，包括酶联免疫吸附法，放射免疫法，亲合层析法)：(1)酶联免疫吸附法，特异性强、灵敏度高、成本低，适于批量检测，食品和饲料，但是，酶本身的不稳定性，复杂样品受干扰，检测准确度不高；(2)放射免疫法，放射免疫法与酶免疫法类似，但放射免疫法存存放射污染，已被淘汰；(3)亲合层析法，近年发展较快的检测方法，但是价格昂贵，难以推广。已报道的酶生物传感器法，如中国专利ZL 200410028018.9(本专利发明人申请的另一专利)，用黄曲霉毒素解毒酶通过共价固定在金电极表面制备传感器检测黄曲霉毒素B₁，检测范围在1ppm～10ppb，检测灵敏度不够高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于检测黄曲霉毒素B₁的生物传感器电极，该电极能在pH4～7，20℃～55℃的检测体系中检测AFB₁，灵敏度更高，检测范围扩大到1.5ppm～0.125ppb，检测速度快且操作简单方便。

本发明所述的用于检测霉菌毒素的酶修饰电极，包括基底层与在基底层上形成的反应层，所述的反应层包含电子介体，溶胶凝胶薄膜和黄曲霉毒素解氧化酶，电子介体固定在基底层上，溶胶凝胶将黄曲霉毒素氧化酶包埋于电子介体修饰基底上，形成黄曲霉毒素氧化酶修饰的生物传感器电极。

所述的电子介体可选用有机分子电子介体和高分子电子介体。有机分子电子介体主要有二茂铁及其衍生物、有机染料、醌及其衍生物、四硫富瓦烯；高分子介体主要包括变价过渡金属离子型和有机氧化还原型等氧化还原聚合物。高分子介体化合物通常是由低分子介体化合物与高分子链所带的活性基团进行反应固载生成的。

本发明优选的电子介体由在酸氧化环境下活化的多壁碳纳米管构成，其通过溶胶凝胶形成的网络状三维空间微环境将黄曲霉毒氧化酶包埋固定起来。活化后的多壁碳纳米管起了一个增敏的作用，即增强电极的灵敏性，同时，活化后的多壁碳纳米管具有较大量的羧基，也十分有利于对蛋白质的固定。所述的多壁碳纳米管优选是以硝化氧化方式活化处理所得的羧基化多壁碳纳米管，也可以是其他强酸或强氧化剂活化处理所得的羧基化多壁碳纳米管。所述的溶胶凝胶(Sol-gel)溶液的前驱体为TEOS(tetraethyl orthosilicate，正硅酸乙酯)，前驱体还可选用低相对分子质量的硅酸甲酯(TMOS)，钛酸丁酯等金属或半金属醇盐前驱体。

当选用其他不同的电子介体时，可选用适合该电子介体的不同的联结方法。例如，选用二茂铁衍生物作为电子介体时，先利用双异硫氰酸酯与酶分子进行交替共聚制成酶膜，然后再将带有羧基的二茂铁衍生物通过与酶分子上的氨基反应键合到酶分子上去。

本发明的另一个目的在于提供一种用于检测黄曲霉毒素B₁的生物传感器电极的制备方法。

本发明所述的一种用于检测黄曲霉毒素B₁的生物传感器电极的制备方法，包括以下步骤：