[发明专利]一种基于羧基化纳米氧化锌的甘油酶生物传感器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于羧基化纳米氧化锌的甘油酶生物传感器，由参比电极、对电极和基于羧基化纳米氧化锌的酶修饰工作电极组成，其特征在于：

所述基于羧基化纳米氧化锌的酶修饰工作电极由工作电极及固化在工作电极表面的物质识别膜组成，其中所述物质识别膜由羧基化纳米氧化锌材料层、甘油激酶溶液、甘油三磷酸氧化酶溶液及壳聚糖溶液制备而成；

所述羧基化纳米氧化锌材料的制备方法为：

将氧化锌前驱体煅烧后制备得到纳米氧化锌，然后通过自由基聚合制备羧基化纳米氧化锌材料；其中，

所述氧化锌前驱体制备方法为：将(NH₄)₂CO₃水溶液加入ZnSO₄水溶液中得到混合溶液，然后加热反应，反应完成后纯化干燥得到氧化锌前驱体；

所述煅烧为在400~600℃高温管式炉中煅烧1~5h；

所述自由基聚合具体为：将所述纳米氧化锌与水混合均匀后，将所得纳米氧化锌分散液调节至酸性，再加入乙烯基三乙氧基硅烷进行加热反应，反应完成后加入甲基丙烯酸和引发剂水溶液，在相同的温度下继续反应，反应完成后将反应液纯化干燥得到羧基化纳米氧化锌材料。

2.根据权利要求1所述基于羧基化纳米氧化锌的甘油酶生物传感器，其特征在于所述氧化锌前驱体制备方法中：

所述(NH₄)₂CO₃水溶液和ZnSO₄水溶液的浓度独立地为0.5~5mol/L，所述(NH₄)₂CO₃水溶液和ZnSO₄水溶液的用量满足所得混合溶液的pH = 7~9；

所述加热反应为在55~70℃反应0.5~2h。

3.根据权利要求1所述基于羧基化纳米氧化锌的甘油酶生物传感器，其特征在于所述自由基聚合中：

所述纳米氧化锌、水和乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为1~5：50~65：0.5~2；所述乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸与引发剂的质量比为0.75~2.5：1~10：0.5~1.5；所述引发剂水溶液的浓度为0.01~1.5g/mL；所述引发剂由质量比0.5~0.9：0.09~0.32的过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成；

所述酸性为pH=5.5~6.7；所述加热反应的温度为70~95℃，时间为0.5~4h；所述继续反应的时间为1~5h。

4.一种制备权利要求1~3任一项所述基于羧基化纳米氧化锌的甘油酶生物传感器的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：

（1）将壳聚糖乙酸溶液、氯化钾水溶液混合均匀得复合溶液A；将羧基化纳米氧化锌材料分散水溶液、1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐水溶液、N-羟基丁二酰亚胺水溶液混合均匀得复合溶液B；将复合溶液A和复合溶液B混合均匀得复合溶液C；

（2）将基底电极放入复合溶液A进行电聚合；然后再放入复合溶液C中进行电聚合；

（3）将甘油激酶水溶液、甘油三磷酸氧化酶水溶液混合均匀得复合溶液D；然后将复合溶液D涂覆于步骤（2）的电极上表面，室温晾干，得到基于羧基化纳米氧化锌的酶修饰工作电极；

（4）将基于羧基化纳米氧化锌的酶修饰工作电极与参比电极和对电极组成三电极体系，得到所述基于羧基化纳米氧化锌的甘油酶生物传感器。

5.根据权利要求4所述基于羧基化纳米氧化锌的甘油酶生物传感器的制备方法，其特征在于：

步骤（1）中所述壳聚糖乙酸溶液的浓度为0.5~3%，氯化钾水溶液的浓度为0.5~2g/L；所述壳聚糖乙酸溶液和氯化钾水溶液的体积比为1：100~150；

步骤（1）中所述羧基化纳米氧化锌材料分散液的浓度为2~25mg/mL 、1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐水溶液的浓度为0.1~1mol/L、N-羟基丁二酰亚胺水溶液的浓度为0.1~1mol/L；

步骤（1）中所述复合溶液A和复合溶液B的体积比为1：5~20。