[发明专利]一种氧化还原水溶胶、用于水体生物毒性快速检测的一体化微生物电极的制备方法及应用

权利要求书

1.一种氧化还原水溶胶，其特征在于，通过下述方法制备：将天然高分子材料溶解在水中配制有机溶液，调节pH至3～7，加入氨基硅烷偶联剂，在30～70℃下搅拌至形成均匀的无机有机复合溶胶；取无机有机复合溶胶与电子介体水溶液混合，搅拌2小时以上，形成氧化还原水溶胶；

所述电子介体包括苯醌、2,6-二甲基苯醌或甲萘醌。

2.如权利要求1所述的氧化还原水溶胶，其特征在于，所述高分子材料为明胶或壳聚糖；所配制的有机溶液中天然高分子材料的质量浓度为10mg/ml～100mg/ml。

3.如权利要求1所述的氧化还原水溶胶，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂选自氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)、氨丙基三乙氧基硅烷(APTEOS)或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

4.如权利要求1所述的氧化还原水溶胶，其特征在于，所述无机有机复合溶胶中氨基硅烷偶联剂的质量分数为0.5％～5％。

5.如权利要求1所述的氧化还原水溶胶，其特征在于，所述电子介体水溶液浓度为0.01mol/L～0.1mol/L；所述无机有机复合溶胶与电子介体水溶液混合的体积比为10:1～1:10。

6.采用权利要求1的氧化还原水溶胶制备用于水体生物毒性快速检测的一体化微生物电极的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)培养微生物菌液；

(2)取氧化还原水溶胶与微生物菌液混合均匀，得到混合溶胶；

(3)取混合溶胶滴涂在电极表面，干燥，清洗，再次干燥，得到氧化还原水溶胶固定微生物的一体化微生物电极。

7.如权利要求6所述的制备用于水体生物毒性快速检测的一体化微生物电极的方法，其特征在于，所述微生物菌液为大肠杆菌菌液、酵母菌菌液或大肠杆菌和酵母菌的混合菌液。

8.如权利要求6所述的制备用于水体生物毒性快速检测的一体化微生物电极的方法，其特征在于，所述氧化还原水溶胶与微生物菌液混合的体积比为1:3～3:1。

9.如权利要求6所述的制备用于水体生物毒性快速检测的一体化微生物电极的方法，其特征在于，所述电极包括金电极、铂电极、玻碳电极或硼掺杂的金刚石薄膜电极。

10.如权利要求7所述的制备用于水体生物毒性快速检测的一体化微生物电极的方法，其特征在于，所述混合菌液中大肠杆菌和酵母菌的混合比例为大肠杆菌40～100份重量、酵母菌20～80份重量。

11.一种利用如权利要求6制备的用于水体生物毒性快速检测的一体化微生物电极的应用，其特征在于，用于水体生物毒性快速检测。

12.如权利要求11所述的一种用于水体生物毒性快速检测的一体化微生物电极的应用，其特征在于，在三电极体系中，工作电极为制备的氧化还原水溶胶固定微生物的一体化微生物电极，在恒电压计时电流模式下，加入细菌呼吸营养溶液，设定工作电压，待背景电流稳定后，加入待检测液，记录电流的改变，根据电流抑制曲线中电流和抑制率关系表达式：抑制率％＝(1-I₂/I₁)×100％，I₁为加入待检测溶液前的稳态电流；I₂为加入待检测溶液后的稳态电流，计算抑制率；通过抑制率与待检测溶液生物毒性之间的关系，进行即时监测和检测水体的生物毒性。

13.如权利要求12所述的一种用于水体生物毒性快速检测的一体化微生物电极的应用，其特征在于，所述设定的工作电压为0.2V～0.7V。