[发明专利]脱氢酶电极及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种脱氢酶电极，包括基底电极、涂敷于所述基底电极上的催化剂层和涂敷于所述催化剂层上的脱氢酶层；其中，所述催化剂层为聚苯胺和碳纳米材料的复合物；所述脱氢酶层包括下述a)或b)的物质：a)脱氢酶，b)经交联剂交联的脱氢酶。

2.根据权利要求1所述的脱氢酶电极，其特征在于：所述碳纳米材料为碳纳米管、碳纳米纤维和碳纳米球中的一种；所述聚苯胺的数均分子量15000-100000；所述脱氢酶为乙醇脱氢酶、葡萄糖脱氢酶和乳酸脱氢酶中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的脱氢酶电极，其特征在于：所述催化剂层中，每平方厘米基底电极上聚苯胺和碳纳米材料的复合物的含量为20～200μg，所述复合物中聚苯胺和碳纳米材料的质量比为(10～1)∶2；所述酶层中，每平方厘米基底电极上脱氢酶的含量为50～300U。

4.根据权利要求1-3中任一所述的脱氢酶电极，其特征在于：所述交联剂为戊二醛、己二胺、顺丁烯二酸酐或双偶氮苯，优选为戊二醛。

5.根据权利要求1-4中任一所述的脱氢酶电极，其特征在于：所述碳纳米管和碳纳米纤维的直径为1～100nm，优选为1～50nm，平均长度为0.5～100μm，优选为0.5～20μm；所述碳纳米球的直径为50～500nm。

6.制备权利要求1-5中任一所述脱氢酶电极的方法，包括以下步骤：

1)将权利要求1-5中所述的脱氢酶电极中所述的碳纳米材料和聚苯胺分散于有机溶剂中进行超声处理，得到碳纳米材料和聚苯胺复合物的悬浊液，将所述复合物悬浊液涂覆于基底电极上，干燥，形成催化剂层；

2)将含有下述a)或b)物质的溶液涂敷于催化剂层上，干燥后在催化剂层上形成酶层，即得到所述的酶电极；所述a)为权利要求1-5中所述脱氢酶电极中所述的脱氢酶，所述b)为权利要求1-5中所述脱氢酶电极中所述的脱氢酶和交联剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述碳纳米材料为碳纳米纤维和碳纳米管，所述步骤1)中的碳纳米材料经过纯化。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述步骤1)的有机溶剂为丙酮、二甲基甲酰胺、乙醇或N-甲基-2-吡咯烷酮，优选为二甲基甲酰胺。

9.根据权利要求6-8中任一所述的方法，其特征在于：所述碳纳米材料和聚苯胺的复合物悬浊液中所述碳纳米材料和聚苯胺的复合物的含量为每毫升1-5mg。

10.权利要求1-5中任一所述的脱氢酶电极在下述中的应用：

1)在生物燃料电池阳极中的应用；

2)在葡萄糖传感器中的应用；

3)在乳酸传感器中的应用；

4)在乙醇传感器中的应用。