[发明专利]一种检测胆固醇的酶生物传感器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种检测胆固醇的酶生物传感器，其特征在于，由丝网印刷电极及吸附在所述丝网印刷电极表面的物质识别酶膜组成，所述物质识别酶膜由胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶、聚乙烯醇、壳聚糖、碳纳米管混合制备而成；

所述丝网印刷电极包括工作与辅助电极、参比电极、电极基底、印制在所述电极基底上的绝缘树脂层、所述各电极对应连接的电极导线，所述工作与辅助电极、参比电极和电极导线，位于所述电极基底与绝缘树脂层之间，其中所述工作与辅助电极、参比电极相邻设置，所述绝缘树脂层上设有一圆形的孔，所述工作与辅助电极、参比电极部分外露于所述绝缘树脂层；

所述物质识别酶膜的原材料包括聚乙烯醇-壳聚糖溶液、浓度为2～4mg/g胆固醇氧化酶、浓度为1～3 mg/g胆固醇酯酶以及加入量为80～120μg/g的碳纳米管，所述聚乙烯醇-壳聚糖溶液为20%的聚乙烯醇溶液和4%的壳聚糖溶液以2:1的质量比混合，所述聚乙烯醇-壳聚糖溶液、胆固醇氧化酶水溶液、胆固醇酯酶水溶液的体积比为1:1:1。

2.一种如权利要求1所述的检测胆固醇的酶生物传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、碳纳米管的前处理：碳纳米管用浓硫酸和浓硝酸的混合液浸泡氧化处理后，用蒸馏水冲洗后烘干；

步骤2、纺丝液的制备：称取聚乙烯醇溶解于N、N-二甲基甲酰胺，配制20%的聚乙烯醇溶液，同时配制4%的壳聚糖溶液；将所述聚乙烯醇与壳聚糖以2:1的质量比混合，磁力搅拌，加入胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶和所述步骤1处理好的碳纳米管，混合均匀，获得纺丝液；

步骤3、丝网印刷电极的前处理：制备丝网印刷电极，并用砂纸打磨抛光，然后用去离子水冲洗；再依次放入50%HNO3水溶液和50%乙醇水溶液中超声后，用蒸馏水冲洗，晾干；

步骤4、复合纳米纤维的制备：将所述步骤2所得的纺丝液注入静电纺丝装置的注射器中设置仪器参数，以所述步骤3所得的丝网印刷电极为接受器，将所述胆固醇氧化酶/胆固醇酯酶/聚乙烯醇/壳聚糖/碳纳米管复合纳米纤维电纺于所述丝网印刷电极表面；

步骤5、将步骤4修饰后的丝网印刷电极置于戊二醛蒸汽中交联后，置于Nafion溶液交联2.5～8h后，置于2.5% Nafion溶液中5-15min，室温晾干即可。

3.如权利要求2所述的检测胆固醇的酶生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述浓硫酸和浓硝酸的体积比为3:1；浸泡氧化处理时间为0.5h，烘干时置于60℃烘箱。

4.如权利要求2所述的检测胆固醇的酶生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤2中磁力搅拌时间为30min。

5.如权利要求2所述的检测胆固醇的酶生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤3中用2000目的砂纸打磨抛光，所述超声时间为2min。

6.如权利要求2所述的检测胆固醇的酶生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤3中制备丝网印刷电极的具体方法为：

S1、电极基板打孔与清洗：通过打孔器将电极基板两侧的定位孔打孔，并用无水乙醇清洗基板表面，静置晾干；

S2、电极导线印刷：以银浆为导线材料进行印刷，印刷结束后，在烘箱80℃烘干10分钟；

S3、工作与辅助电极印刷：通过第一次印刷的定位标识对准网版，以碳浆为电极材料进行印刷，印刷结束后，在烘箱80℃烘干5分钟；

S4、参比电极印刷：通过前两次的定位标识对准网版，以Ag/AgCl浆为材料进行印刷，在烘箱80℃烘干5分钟；

S5、绝缘树脂层印刷：通过前三次的定位标识对准网版，选用热固性绝缘树脂作为电极的绝缘层，在烘箱120℃烘干10分钟；

S6、电极废条排查：挑出电极图形不完整的电极并进行标记，标记后进行斩切装瓶。

7.如权利要求2所述的检测胆固醇的酶生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤4中电纺时间为10min。

8.权利要求1所述的酶生物传感器、或权利要求2-7任一所述的制备方法制得的酶生物传感器在胆固醇检测方面的应用，其特征在于，其使用方法为先根据配置好的一系列梯度浓度的胆固醇标准品溶液，制作胆固醇浓度对电流响应值的标准曲线；再检测待测样品中的电流响应值，通过标准曲线获得待测样品中胆固醇的浓度。