[发明专利]一种具有过氧化氢响应功能的基于离子液体的肌红蛋白修饰电极及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有过氧化氢响应功能的基于离子液体的肌红蛋白修饰电极及其制备方法。本发明利用玻碳电极，离子液体‑黏土复合修饰层构建了clay/IL/Myb/GCE修饰电极，其中肌红蛋白(Myb)可通过静电吸引力牢牢的吸附在离子液体‑黏土修饰膜上，离子液体能有效的促进肌红蛋白的直接电化学。该电极对过氧化氢有良好的电催化性能，可用于双氧水的定量检测，电极检测过氧化氢的线性范围为4.0～250.0μM，电极检出限为0.737μM，可进一步构建生物传感器用于过氧化氢的检测。

技术领域

本发明属于生物化学检测领域，涉及一种一种具有过氧化氢响应功能的基于离子液体的肌红蛋白修饰电极及其制备方法及其在过氧化氢传感器中的应用。

背景技术

对蛋白质的直接电化学行为的研究有助于理解生物系统中复杂的电子转移机理，研究生物结构与功能之间的关系等。此外，通过蛋白质的直接电化学的研究也能为生物传感器的研制奠定一定基础。

通常要实现蛋白质与电极之间的直接电子转移是比较困难的，因此，寻找有效的促进剂或支持电解质来促进电子转移过程是必要的。由于离子液体具有良好的导电性和较宽的电位窗口等特点，在最近几年里已被广泛应用于蛋白质直接电化学的研究。一方面，离子液体能作为支持电解质并促进电极与蛋白质之间的直接电化学；另一方面，离子液体也可用于电极修饰。与常规电极相比，离子液体修饰的电极能更容易的实现许多蛋白的直接电化学。

黏土具有热稳定性好、物理性能稳定、层状结构清晰、离子交换性能良好等特点，是一种常见的电极修饰材料，可用于蛋白质的固定。

肌红蛋白(Myb)是骨骼肌内的一种主要蛋白，其结构为：一个四价的铁卟啉包埋在一个亲油的孔径里，周围由八条α螺旋环绕成球状。在生命过程中，肌红蛋白发挥了重要的作用，是组织中的储氧蛋白，并可将氧气从细胞的外围运往线粒体内。此外，肌红蛋白还可清除细胞内的NO。迄今为止，已有多种材料，包括层状钛酸盐纳米材料、MCNT、琼脂凝胶和黏土等被用于肌红蛋白的直接电化学研究，寻找一种特定的电极修饰方法，使其可应用于生物化学检测，是现金重要的研究课题。

发明内容

本发明的目的是要解决构建一种新型过氧化氢生物传感器的问题，而提供一种具有过氧化氢响应功能的基于离子液体的肌红蛋白修饰电极。

本发明提供的基于离子液体的肌红蛋白直接电化学过氧化氢响应电极，主要包括包括工作电极、铂电极和银-氯化银电极，其中所述工作电极包括玻碳电极、离子液体-黏土复合修饰层及肌红蛋白修饰层。

玻碳电极采用三电极体系，其中工作电极为离子液体-黏土复合膜修饰电极，对电极表面修饰铂，参比电极表面修饰银-氯化银。

工作电极表面离子液体-黏土复合材料和肌红蛋白的质量比为15∶4。

本发明的另一目的是提供一种具有过氧化氢响应功能的基于离子液体的肌红蛋白修饰电极的制备方法。

具体包括以下步骤：

S1、离子液体-黏土修饰液的制备：将一定量黏土用水分散后加入适量离子液体，得到离子液体体积百分比为2％的7.5g/L的离子液体-黏土修饰液；

S2、clay/lL/Myb/GCE修饰电极的制备：取3μL所述离子液体-黏土修饰液滴于玻碳电极表面，在室温下自然干燥，再取2μL3g/L的肌红蛋白溶液滴于所述玻碳电极表面，制得clay/IL/Myb/GCE修饰电极。

黏土是具有特殊层状结构的物质，有良好的成膜性能，并能键合具有电化学活性的阳离子。离子液体可通过离子交换作用交换黏土中的硅、铝等阳离子并结合黏土层状结构的空间排阻作用而与黏土形成均一、稳定的混合膜。由于肌红蛋白的等电点为6.8，在pH5.8的缓冲液中显正电性，可通过静电作用吸附于黏土-离子液体混合膜表面。