[发明专利]基于石墨烯材料的L-赖氨酸电化学传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于石墨烯材料的L‑赖氨酸电化学传感器及其制备方法，所述制备方法是以L‑赖氨酸氧化酶修饰玻碳电极，并以石墨烯纳米材料为增敏材料，将修饰后的玻碳电极作为工作电极、饱和甘汞电极作为参比电极、铂电极作为辅助电极，分别设置在电解池中形成三电极体系，制得L‑赖氨酸电化学传感器。本发明还涉及所述基于石墨烯材料的L‑赖氨酸电化学传感器在检测食品或药品中L‑赖氨酸中的应用。本发明的基于石墨烯材料的L‑赖氨酸电化学传感器具有检测简单快速、灵敏度高、成本低的优点，可实现对L‑赖氨酸的高选择性识别检测的目的。

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域，特别是涉及一种基于石墨烯材料的L-赖氨酸电化学传感器及其制备方法和应用。

背景技术

氨基酸检测在食品加工、营养分析、医药检测、医疗诊断以及科学研究等领域具有重大意义。现有的茶叶或果蔬中的氨基酸检测大多采用色谱或氨基酸自动分析仪进行检测，例如：研究者应用衍生试剂N-(特丁基二甲基硅烷)-N-甲基三氟乙酰胺衍生、气相色谱和气相质谱联用仪测定茶叶中的游离氨基酸；或采用日立L-8800型氨基酸自动分析仪分析金花茶及显脉金花茶成熟植株叶片中氨基酸类成分；也有研究者利用氨基酸分析仪测定5个杨桃品种果实中17种氨基酸含量，为杨桃的良种选育提供依据。

单一种类天然氨基酸选择性识别检测对于食品、医疗及科研等方面同样意义重大。然而，由于氨基酸结构相似、光谱惰性、弱载色体以及不具电化学活性等因素，给检测带来很大的挑战。现有大多数方法均为对茶叶、果蔬中多种甚至十余种氨基酸的同步检测，检测时间长，分析过程复杂，在单一氨基酸选择性识别检测方面遭遇瓶颈。因此，发展新的、简单快速、灵敏度高、可实现单一天然氨基酸识别检测的检测技术或方法十分重要。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种基于石墨烯材料的L-赖氨酸电化学传感器的制备方法，制得的L-赖氨酸电化学传感器具有检测简单快速、灵敏度高、成本低的优点，可实现对L-赖氨酸的高选择性识别检测的目的。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于石墨烯材料的L-赖氨酸电化学传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)取石墨烯纳米材料分散于溶剂中，制成分散液备用；

(2)取L-赖氨酸氧化酶，在搅拌下加入磷酸缓冲液，得到混合液静置备用；

(3)取玻碳电极进行打磨和清洗；

(4)取步骤(2)所得混合液中的上层酶溶液加入到含有成膜剂的水溶液中，然后加入牛血清蛋白、辣根过氧化酶、步骤(1)所得分散液以及戊二醛溶液，搅拌均匀后，滴在步骤(3)所得的玻碳电极表面，再将玻碳电极冷冻干燥使其表面成膜，然后将所得修饰后的玻碳电极冰冻保存；

(5)取步骤(4)修饰后的玻碳电极作为工作电极、饱和甘汞电极作为参比电极、铂电极作为辅助电极，分别设置在电解池中形成三电极体系，制得基于石墨烯材料的L-赖氨酸电化学传感器。

本发明采用滴涂法将L-赖氨酸氧化酶、石墨烯纳米材料、成膜剂、牛血清蛋白、辣根过氧化酶、戊二醛复合成生物敏感膜以修饰玻碳电极，其中，L-赖氨酸氧化酶作为生物活性物质，能催化样品中的目标物L-赖氨酸发生氧化反应，并借助玻碳电极将化学反应信号变换为可测量的电信号；石墨烯纳米材料作为增敏材料，其比表面积大、导电性能好，能够加速酶活性中心与电极之间的直接电子传递，提高传感器的灵敏度和响应速度；成膜剂能够使制成的生物敏感膜获得强附着力；牛血清蛋白(BSA)作为封闭剂，起到对玻碳电极表面活性位点进行封闭的作用；辣根过氧化酶(horse radish peroxide,HRP)可以促进电子的传递、催化反应的进行；戊二醛作为交联剂，起到材料之间的交联作用。而且，本发明通过合理设计材料处理和电极修饰等各个步骤，保证了电化学传感器的稳定性和再现性。