[发明专利]用于检测食品中苯甲酸的一次性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技术领域，特别是涉及一种用于检测食品中苯甲酸含量的一次性生物传感器电极及其制备方法。

背景技术

苯甲酸又名安息香酸，对于多种微生物如酵母菌、霉菌及细菌具有明显的抑制作用，故被用来作为食品的防腐剂和保鲜剂。它及其钠盐作为防腐剂已被广泛地用在食品、饮料、牙膏、化妆品和医药品中。然而，浓度高于安全标准的苯甲酸会对人类健康造成危害。研究显示，一些国家已禁止苯甲酸类在儿童食品中使用。我国也限制了苯甲酸及其盐的使用范围，其浓度必须严格控制。因此，分析测定苯甲酸的含量不仅很重要，而且也保护了消费者的利益。

目前，检测食品种苯甲酸的方法大致有高效液相色谱法(HPLC)，薄层色谱法(TLC)，气相色谱-质谱(GC-MS)联用等。但这些分析方法相对耗时，需要样品预处理且不适于快速、实时检测。因此，对苯甲酸的快速检测方面，有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于检测食品中苯甲酸含量的一次性生物传感器电极及其制备方法，是一种便携式、电化学型一次性生物传感器电极，在无需预处理的条件下，可简单、快速、准确地检测食品中苯甲酸的含量。

本发明的一次性生物传感器电极包括基底层与在基底层上形成的反应层，所述的基底层为碳油墨丝网印刷电极，所述的反应层为氯离子插层镁铝水滑石纳米粒子的悬浊液与酪氨酸酶混合液，其中含有氯离子插层镁铝水滑石纳米粒子0.031～4.278μg·mm^-2，酪氨酸酶0.407～6.112μg·mm^-2；氯离子插层镁铝水滑石纳米粒子具有二维片层结构，颗粒分布均一，径向尺寸为60～100nm。

本发明生物传感器电极的制备方法是：

(1)氯离子插层的镁铝水滑石纳米粒子的制备：将氯化镁盐和氯化铝盐按Mg²⁺/Al³⁺摩尔比为2～4的比例溶于脱CO₂的去离子水中配成混合盐溶液，使Al³⁺的浓度为0.3～0.6mol·L^-1；将NaOH溶于脱CO₂的去离子水中配制成浓度为2.85～3.42mol·L^-1的碱溶液；将碱溶液和盐溶液同时倒入胶体磨中，3～5s内成核；将混合后的浆液5～20s内转移至四口烧瓶中，90～100℃晶化5～12h，整个过程通氮气保护；将晶化得到的浆液离心，洗涤，30～50℃干燥36～72h，研磨得氯离子插层镁铝水滑石纳米粒子；

(2)将制备的氯离子插层的镁铝水滑石纳米粒子分散在脱二氧化碳去离子水中，氮气保护下搅拌12～20h，得到0.2～4mg·mL^-1均匀的悬浊液；然后与含有2～8mg·mL^-1酪氨酸酶的二次蒸馏水溶液以4∶1～1∶5的比例混合，搅拌均匀，取混合液51～102μL·cm^-2滴涂于丝网印刷电极表面，3～5℃干燥成膜；

(3)将涂膜后的电极于戊二醛蒸汽交联，3～5℃下放置8～10h；

(4)将制备好的丝网印刷电极在0.1mol·L^-1磷酸盐缓冲溶液中搅拌活化20～30min，以除去未交联的酶，3～5℃冰箱内保存待用。

本发明所述的生物传感器电极，主要是利用苯甲酸对酪氨酸酶的抑制作用来检测，其原理是：在氧气存在的条件下，酪氨酸酶可催化氧化儿茶酚为醌，而苯甲酸的加入，降低了酶的活性，释放出的醌的量以及由其还原产生的响应电流随之减少。苯甲酸的抑制作用通过在稳态条件下的抑制百分比(In％)[电流的降低值(I₀-I)与原始电流值(I₀)的比值]定量地求出。用公式表示为：

In%=I0-II0×100%]]>