[发明专利]一种过氧化物酶电极的制备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明一种过氧化物酶电极的制备及其使用方法，属于化学分析、环境监测和环境保护领域范畴，具体来讲涉及一种用于测定水中酚类化合物含量的过氧化物酶电极的制备及其使用方法。

背景技术

酚类化合物在生活污水、工业废水、天然水及饮用水中普遍存在，对生物体具有一定的毒性，是环境的主要污染物。国内外对水中酚的检测非常重视，严格控制各种水中的酚类化合物的含量。目前环境监测部门测定水中挥发酚的标准方法主要有4-氨基安替比林分光光度法和萃取光度法，已经报道的酚类化合物测定方法有多种，主要是紫外-可见分光光度法、原子吸收法、高效液相色谱法、气相/液相色谱法等，这些测定方法需要对水样进行预处理，消除干扰，操作费时费力；在各种测定方法中，生物酶传感器具有高的选择性和高的灵敏度，并且可以在线分析。因此生物酶传感器法快速检测酚类化合物含量在工业控制、环境保护研究中有着广泛的应用前景。

过氧化物酶是一种由单一肽链与卟啉构成的血红色蛋白，可以作为以H₂O₂为电子受体氧化酚类化合物反应的生物催化剂，由于酶作为催化剂具有高效性和专一性等特点，可以制备一种良好的酶电极，由于酶电极容易受各条件的影响寿命短，稳定性较差，为了提高酶的利用率，目前大多采用电化学聚合导电高聚物膜的方法固定生物酶技术，这种固定化技术不仅具有重复性好、便于控制和微加工等特点，薄膜具有优良的生物相容性，过氧化物酶固定在电极上应用于测定H₂O₂和有机氢过氧化物的分析，也可以用来鉴定葡萄糖、乙醇、谷氨酸和维生素等物质；报道有以固定在玻碳电极上的多壁纳米碳管为基底吸附辣根过氧化物酶；也有利用壳聚糖作为载体固定，再固定纳米金粉，进行过氧化氢生物传感器的研究；其实也可以用于酚类化合物的分析，目前报道的有将辣根过氧化物酶包埋于二氧化硅多孔材料薄膜中构建酶传感器，但该法需要联合紫外-可见分光光度计法用于苯酚类化合物的测定。尽管制备的酶电极提高酶的利用率，但需要进一步提高酶的活力和稳定性，可以直接利用制备的电极进行测定酚类化合物。

发明内容

本发明一种过氧化物酶电极的制备及其使用方法，目的在于：为了克服上述现有技术中存在的问题，我们研究发现干红辣椒中富含过氧化物酶，纤维素是最丰富的天然高分子有机物是固定化酶的良好载体，循环伏安法扫描技术能在很短的时间内观察到一个相对较宽的电位范围内电极的变化，通过电流-电势(CV)曲线形状可以判断电极的稳定性，根据同一扫描速度下不同底物浓度的CV曲线中峰电流大小直接判断底物浓度变化，所以本发明为提高酶的活力和电极的稳定性，提供一种以干红辣椒为原料提取辣椒过氧化物酶，以铂片为基体，碳粉纳米管为电子载体，N，N-二甲基甲酰胺作为分散剂，微晶纤维素作为包埋辣椒过氧化物酶的网格载体，加入效应物D-山梨醇，制备一种用于检测水样中的酚类化合物含量的辣椒过氧化物酶的固定化电极的方法。

本发明一种过氧化物酶电极的制备方法，其特征在于是一种以干红辣椒为原料提取辣椒过氧化物酶，碳粉纳米管为电子载体，微晶纤维素作为固定化网格载体，加入效应物D-山梨醇制成一种用于检测水样中的酚类化合物的含量的辣椒过氧化物酶固定化电极的方法，其具体制备方法步骤为：

I、辣椒过氧化物酶的制备

以市场销售的干红辣椒为原料经粉碎过80～100目，称取粉碎过80～100目的20～50g干红辣椒粉，加入200～500mL的蒸馏水于0℃下超声波超声20～40min，抽滤，离心后得粗提液，先用饱和度为0.4的硫酸铵溶液对提取的粗提液进行透析，离心后得上清液，再用饱和度为0.8硫酸铵溶液对上清液进行透析，离心后的沉淀，将所得沉淀加入1～2倍体积-14～-16℃丙酮分级分离进行透析，透析后的溶液利用截留分子量为5000～10000的超滤膜过滤得到辣椒过氧化物酶，在4～6℃保存。

II、过氧化物酶电极的制备