[发明专利]一种基于电化学酶传感器检测纤维素纤维的方法

说明书

本发明涉及文物检测领域，公开了一种基于电化学酶传感器检测纤维素纤维的方法，包括：1）待检纤维样品的预处理；2）酶解；3）合成GOF，作为电极负载材料；4）清洗电极；5）对合成的GOF进行电化学还原；6）电极的层层自组装过程；7）进行电化学测试。本发明采用球磨和碱处理预处理可提高纤维的可降解性能，进而提高了酶的利用效率。并将电化学酶传感技术首次运用在纤维检测领域，结合了酶和电化学传感的优点。负载的电极材料GOF为双层结构，有着比表面积大，生物相容性好、吸附能力强优点，经电化学还原后电化学性能也得到提升。

技术领域

本发明涉及文物检测领域，尤其涉及一种基于电化学酶传感器检测纤维素纤维的方法。

背景技术

中华民族拥有数千年的文明史，文明社会的形成与发展是个漫长的过程，衣食住行则是人们首先需要解决的问题，有衣可穿在传统观念中具有重大意义。古时，棉麻是大众社会的首要选择，也是几千年历史沉淀下来的一种文化。中国早在公元前4000年前的新石器时代已采用苎麻作纺织原料，浙江吴兴钱山漾出土文物中发现的苎麻织物残片是公元前2700年前的遗物。时至今日，大量的棉麻文物被发掘出来，将它们与丝绸文物等蛋白质纤维区分开来具有很大的意义。对它们进行研究，能深层次的了解古代政治，经济，文化的发展情况。

电化学传感器中，电信号是一些发生在换能器/分析界面的（化学）过程的一个直接的结果，将生物活性成分（酶）和物理换能器联系起立，就可以充分利用酶的选择性和电化学系统的多样性和简单性。目前，现有技术中，酶传感器在考古和文物检测领域还很少被应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于电化学酶传感器检测纤维素纤维的方法，

本发明的具体技术方案为：一种基于电化学酶传感器检测纤维素纤维的方法，包括以下步骤：

1）称取1-2 g待检纤维样品，经球磨粉碎后，放入容器中并加入10-40 mL NH₃·H₂O，然后搅拌加热，加热完毕后抽滤数次，并用蒸馏水冲洗滤渣，于50-70 ℃环境中保存，得到预处理的待检纤维样品。

采用的球磨处理区别于普通的物理处理，如研磨、粉碎等，可以更好的改变其颗粒大小、增大其表面积，一定程度上减小纤维的结晶度和聚合度，并且其处理过后的纤维膨润性减小、体积小，可以有效提高酶水解效果。

2）称取0.5-1.5 g待检纤维样品置于容器中，按固液比1g/20-40mL配制为溶液，调节pH=3-7，加入纤维素酶，酶解后，将水解液离心处理，取上清液，浓缩结晶得到葡萄糖。

3）称取氧化石墨烯5-10 mg，分散于10-20 mL DMF中，超声处理后加入5-10 mg对苯二硼酸，混合均匀后，转移到高压反应釜中，80-85 ℃下反应4-6 h；冷却后取出用DMF和蒸馏水各离心清洗数次，最后一次离心清洗后去掉上清液，加入10-20 mL蒸馏水并超声分散得到GOF分散液。

制备得到的GOF材料不同于一般的氧化石墨烯，它是通过对苯二硼酸作为中间配体，从而连接氧化石墨烯，得到双层结构，增大了材料的比表面积，使其作为负载材料可以增加负载量。

4）沿着8字形将玻碳电极在麂皮用纳米级氧化铝悬浮浆打磨，然后分别用蒸馏水，无水乙醇、蒸馏水超声清洗；接着用循环伏安法表征电极来确定表面洁净程度，确保电极表面洁净后开始自组装过程。

用循环伏安法来验证电级表面是否打磨干净，只需观察曲线上氧化还原峰之间的电压差是否小于100 mV，若小于，则可以得到已打磨干净这一结论。可以直观的确认电级表面的洁净程度。

5）将步骤4）所得电极于30-40 ℃下干燥10-15 min，将步骤3）所得GOF分散液稀释8-12倍，然后滴加3-5 μL至电极表面，接着采用循环伏安法对电极表面GOF进行电化学还原。