[发明专利]一种高氧化还原活性牛血清白蛋白‑碳纳米管复合电极及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物复合材料的技术领域，具体涉及一种高氧化还原活性牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极及其制备方法和应用。

背景技术

BSA是一种生物体内的运载蛋白。它来源丰富、便于纯化、成本低，既可作为合成材料的模板，也可作为研究的模型蛋白。BSA 因具有羧基和氨基被视为一种两性表面活性剂，常用作材料合成领域的分散剂。但是，BSA是一种绝缘物质，且色氨酸等氨基酸深埋在BSA的疏水腔中，因此BSA较难在电分析和电催化中呈现出氧化还原活性。

CNTs可看作是卷曲成纳米管状的石墨烯片，具有π电子离域结构和良好的导电性。富含羧基和氨基的BSA能使CNTs均匀分散，实现CNTs的功能化和溶剂化，形成BSA-CNTs的π电子体系。针对 BSA的不足，本发明利用CNTs的结构优点和良好导电性弥补，希望发展一种操作快速简便、低廉环保、高效稳定的制备方法，实现血清蛋白的氧化还原活性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种高氧化还原活性牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极的制备方法。该方法选用具有π电子离域结构和良好导电性的CNTs弥补BSA 的不足，希望两者的结合能表现出血清蛋白的氧化还原活性。

本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制备得到的高氧化还原活性牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极。

本发明的再一目的在于提供一种上述高氧化还原活性牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高氧化还原活性牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)用缓冲溶液配制牛血清白蛋白溶液，再向牛血清白蛋白溶液中加入单壁碳纳米管(CNTs)；在水浴条件下，通过超声波分散得到牛血清白蛋白-碳纳米管溶液；

(2)将牛血清白蛋白-碳纳米管溶液滴加到导电基体上，室温风干后进行恒温干燥和保存，得到牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极；

(3)将牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、钛电极为对电极，分别与电化学工作站的3个电极接头连接，再把所配缓冲溶液加入阴极池和阳极池中作电解质溶液；

(4)利用循环伏安法进行电极活化。

步骤(1)所述缓冲溶液为pH 7.2的三羟甲基氨基甲烷/氯化钠混合溶液，其中三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.02mol·L^-1，氯化钠的浓度为0.1mol·L^-1；所述牛血清白蛋白溶液中牛血清白蛋白的浓度为0.1～ 80μmol·L^-1；所述单壁碳纳米管在牛血清白蛋白-碳纳米管溶液中的浓度为0.1～10μg·L^-1。

步骤(1)所述水浴是在温度10～40℃的条件下；所述超声波分散的频率为25～130KHz，功率40～100W，时长为20～300min。

步骤(2)所述恒温干燥是在温度25～60℃下，干燥4～72小时。

步骤(3)所述电解质溶液是pH 7.2的三羟甲基氨基甲烷/氯化钠缓冲溶液，其中三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.02mol·L^-1，氯化钠的浓度为0.1mol·L^-1。

步骤(4)所述循环伏安法进行电极活化的过程为电位范围-0.2～ 1.0V，扫速0.01～0.6V s^-1，扫描圈数2～100圈。

一种由上述的制备方法制备得到的高氧化还原活性牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极。

上述的高氧化还原活性牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极在生物分析和电催化领域中的应用

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

本发明的制备方法具有操作快速简便、原料易得、低廉环保、高效稳定等优点；制备得到的牛血清白蛋白-碳纳米管复合电极经活化后，在0.1～0.2V展现出来源于BSA自身的良好氧化还原活性，因此在生物分析和电催化领域有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1中BSA-CNTs复合电极的活化过程。

图2为本发明实施例2中BSA-CNTs复合电极的氧化还原活性。

具体实施方式