[发明专利]一种新型脂质体基辣根过氧化物酶构建的电极、其制备方法及直接电化学应用

说明书

本发明公开了一种新型脂质体基辣根过氧化物酶构建的电极、其制备方法及直接电化学应用，首先合成了离子液体基脂质体单体，通过自由基聚合反应制备了离子液体基聚合脂质体，之后利用聚合脂质体结构中离子液体的离子交换性，制备了polysome‑Au复合材料。本发明得到的离子液体基聚合脂质体/金纳米粒子与HRP结合构建修饰电极，由于复合材料具有良好的导电性和生物相容性，固定化的HRP几乎保留了原有的结构，显示出较高的电活性和电催化作用。polysome‑Au复合材料可以有效的促进HRP与电极表面的直接电子传输。此外，Nafion/HRP/polysome‑Au/GCE修饰电极对H₂O₂和NaNO₂表现出较好的分析检测性能。

技术领域

本发明公开涉及电化学技术领域，尤其涉及一种新型脂质体基辣根过氧化物酶构建的电极、其制备方法及直接电化学应用。

背景技术

电化学传感器由于结构简单，高效和灵敏，而被视为一种有效的分析检测方法。其中酶基电化学生物传感器因其高催化活性，特异性和生物相容性，在传感器领域引起了人们的广泛关注。辣根过氧化物酶HRP能催化过氧化氢或氧化多种亚硝酸盐，是构建电化学生物传感器最常用的酶之一。由于HRP在裸电极上的直接电子转移被HRP氧化还原中心周围的蛋白质壳所屏蔽。此外HRP的生物活性不稳定，天然酶难以再利用。酶固定在纳米颗粒或纳米材料上有望解决这些问题。因此，固定化酶层的构建能够加速电子转移并保留其特定生物活性。迄今为止，大量的纳米材料已被用作固定酶的基质材料，用于电化学生物传感器的构建。

离子液体由于完全由离子组成，它们的蒸汽压力可以忽略不计，而且可能的阳离子和阴离子范围很广，这意味着可以很容易控制离子液体的特性。离子液体具有良好的导电性、不挥发性、不燃烧、较宽的电化学窗口，这些特性使其广泛的应用于电化学和电分析化学等领域。

脂质体作为一种具备优良特性的仿生纳米材料，在各种生物应用方面引起了广泛关注，特别是在电化学生物传感器领域。脂质体因其是一种由磷脂双分子层组成、内部为水相的闭合囊泡，具有与细胞膜类似的膜结构。因此可以提供一个良好的生物相容的微环境来稳定固定化酶的构象。因此，所制备的脂质体酶生物传感器具有良好的分析性能。

近年来，金属纳米粒子因其电子传输性、生物相容性、低细胞毒性和光学特性，而被广泛用于各种生物传感器的制造中。此外，许多工作表明，固定在金纳米颗粒上的酶可以保持其生物催化和电化学活性。

发明内容

鉴于此，本发明公开提供了一种新型脂质体基辣根过氧化物酶构建的电极、其制备方法及直接电化学应用。聚脂质体/金纳米复合材料是一种新型的功能性纳米材料，用其构建化学修饰电极都表现出较好的电化学响应，具有良好的电催化性能，且适用于实际样品的分析检测；

第一方面，本发明提供了一种新型脂质体基辣根过氧化物酶构建的修饰电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，制备离子液体基聚脂质体/金纳米复合材料polysome-Au；

步骤二，选择玻碳电极，并对其进行预处理；

步骤三，将辣根过氧化物酶溶液HRP与聚脂质体/金纳米复合材料polysome-Au溶液混合，向混合物中加入Nafion溶液后，将得到最终分散液；然后，将上述分散液滴到预处理的玻碳电极上，使多余的水份缓慢蒸发；最终得到新型脂质体基辣根过氧化物酶构建的修饰电极Nafion/HRP/polysome-Au/GCE。

优选地，所部步骤一制备离子液体基聚脂质体/金纳米复合材料包括如下步骤：

1)合成离子液体基脂质体liposome，由阳离子溴代咪唑啉离子液体的亲水头部和两条长链端烯的疏水尾部组成；

2)合成离子液体基聚脂质体polysome，由脂质单体疏水尾部烯烃之间的热引发交联聚合得到；