[发明专利]一种过氧化氢生物传感器的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种过氧化氢生物传感器的制备方法。

背景技术

过氧化氢不仅是食品、药物、环境分析中的重要成份，而且也是许多高选择性氧化酶的催化反应产物。因此，快速、准确的检测过氧化氢具有非常重要的意义。目前用于检测过氧化氢的方法很多，如滴定法、分光光度法、化学发光法、高效液相色谱法以及电化学方法。其中，电流型酶生物传感器由于构置方法简单、灵敏度高以及选择性好等优点而被广泛应用于过氧化氢的测定。酶的氧化还原活性中心与电极间的电子传递是制备酶电化学传感器的关键，前期研究是借助电子媒介体，由于电子媒介体在传感器的使用过程中容易渗漏，造成污染，近年来传感器的构建主要集中在借助适合的纳米材料实现酶与电极之间的直接电子传递，即第三代无电子媒介体生物传感器。该方法构置的关键是生物活性分子的固定化，生物分子固定方法的选择是影响生物传感器的稳定性、灵敏度和选择性的关键因素。在固定的材料的选择上，一般按照两个原则进行选择，其一是生物相容性好，其二是导电性能好。在目前的研究中，壳聚糖因为具有很好的生物相容性而被广泛的应用于生物传感器的构建，但是其导电性能差，因此需要与其它导电材料结合在一起作为传感器的构置材料，贵金属离子Au、Pt、Ag等广泛的应用于酶传感器的构建，但是贵金属离子价格昂贵，使得传感器构置成本增加。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种制作方法简单、线性范围宽，灵敏度高和节约生物传感器构置成本的一种过氧化氢生物传感器的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：本发明的制备方法包括如下步骤：

步骤一：将玻碳电极用0.3微米的γ-三氧化二铝粉打磨，将用0.3微米的γ-三氧化二铝粉打磨后的玻碳电极用0.05微米的γ-三氧化二铝粉打磨光滑至镜面，将打磨至镜面的玻碳电极用蒸馏水将其表面冲洗干净，然后依次使用乙醇和水超声洗涤至电极表面洁净，在室温下干燥备用；

步骤二：将石墨烯分散在0.5％壳聚糖-醋酸溶液中，超声震荡30分钟，得到浓度为1.0mg·mL^-1的石墨烯-壳聚糖黑色悬浊液；

步骤三：使用微量注射器取上述步骤二中的浓度为1.0mg·mL^-1的石墨烯-壳聚糖黑色悬浊液，将其涂布到上述步骤一中得到的备用玻碳电极上，在空气中晾干即得到石墨烯-壳聚糖/玻碳电极；

步骤四：将步骤三中制备好的石墨烯-壳聚糖/玻碳电极置于含有氯化钴的离子液体Ethaline中，在扫苏0.01V，电位范围为1.0到-1.4V进行电沉积20圈，沉积完成后，使用二次蒸馏水冲洗电极表面，室温晾干，即得到钴纳米离子/石墨烯-壳聚糖/玻碳电极；

步骤五：取血红蛋白溶解于0.1％的壳聚糖-醋酸溶液中得到6mg·mL^-1血红蛋白的壳聚糖溶液；

步骤六：用微量注射器取步骤五中所述的血红蛋白的壳聚糖溶液滴涂于上述步骤四中的钴纳米离子/石墨烯-壳聚糖/玻碳电极表面；

步骤七：将步骤六中滴涂血红蛋白的壳聚糖溶液的钴纳米离子/石墨烯-壳聚糖/玻碳电极放置于4℃冰箱中晾干成膜，即得到目标修饰电极：血红蛋白/钴纳米离子/石墨烯-壳聚糖/玻碳电极，该修饰电极即为过氧化氢生物传感器。

所述步骤四中离子液体Ethaline的制备方法为：将氯化胆碱和乙二醇按照质量比2∶1进行混合，在磁力搅拌下加热至60℃，20分钟后，形成透明无色溶液，即可。所述含有氯化钴的离子液体Ethaline的制备方法为：将氯化钴放置在恒温为140℃的烘箱中烘干4小时，取烘干后的氯化钴0.1298克，将其超声溶解于10毫升的离子液体Ethaline中，即可。所述氯化钴为无水氯化钴。

本发明采用生物相容性好的壳聚糖-醋酸溶液分散导电能力好的石墨烯，在离子液体中电沉积纳米钴，作为构置传感器的材料，获得了钴纳米离子/石墨烯-壳聚糖/玻碳电极，具有制作方法简单，线性范围较宽，灵敏度较高，其生物相容性好，导电能力强，使用沉积纳米钴，代替贵金属离子，节约生物传感器构置成本的优点。

附图说明

图1为在离子液体中，沉积纳米钴的循环伏安曲线图；

图2为CS分散的石墨烯和离子液体沉积钴后的扫描电镜图；

图3为修饰电极在1.0mmol·L^-1铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液中的电化学阻抗光谱(EIS)图；