一种酶传感器的制备方法及其测定过氧化氢的方法技术

本发明专利技术涉及一种酶传感器的制备方法及其测定过氧化氢的方法，该方法利用辣根过氧化物酶对过氧化氢的高催化性能，碳纳米管的信号增强作用。本发明专利技术通过电沉积把水滑石-酶负载在碳纳米管修饰的基础电极表面制备酶传感器，通过简单的电沉积法制备水滑石将辣根过氧化物酶固定于电极表面使酶紧密的负载在电极表面，有利于酶的固定和酶的直接电子传递。

【技术实现步骤摘要】
一种酶传感器的制备方法及其测定过氧化氢的方法
本专利技术涉及酶传感器和电分析化学检测
，尤其涉及一种以水滑石为载体测定过氧化氢的酶传感器的制备方法及其测定。
技术介绍
水滑石是一类由带正电荷的金属氢氧化物及层和层间填充的可交换的阴离子所构成的层状化合物。由于水滑石具有强吸附性、比表面积大、生物相容性良好和离子交换性能好等特点，近年来一直受到人们的广泛关注，并被应用到酶传感器中作为固定化酶的载体和化学修饰电极中作为修饰剂。但由于水滑石的弱导电性不利于水滑石修饰电极的电子传递，降低了电极材料的电化学性能，限制其在电化学领域的大力发展。最近，金纳米粒子、碳纳米管和石墨烯等具有良好导电性的纳米材料引入到水滑石修饰电极中提高其电化学性能。如Wang等通过共沉淀方法制备金纳米粒子-水滑石复合纳米材料构建测定甲醇的修饰电极，由于金纳米粒子和水滑石的协同作用，该电极催化氧化甲醇的峰电流远大于水滑石修饰电极的峰电流（WangY.,ZhangD.,TangM.,XuS.,LiM.ElectrochimicaActa,2010,55:4045-4049.）。碳纳米管自发现以来，以它独一无二的结构、电化学和机械性能而备受关注，由于其直径小，高表面能且原子配位不足，至使碳纳米管的表面原子活性非常高，极易发生电子转移作用，由于其独特的结构，使其具有大的比表面积和较好的生物相容性，是良好的电化学纳米材料。过氧化氢是一种重要的化工产品，同时也参与过氧化物酶的酶促反应，它在生物、环保、食品、医药和工业等领域的定量测定具有重要的意义。相对于传统的过氧化氢测定方法如紫外-可见分光光度法、化学发光和荧光等方法，基于酶电极的电化学传感器法，因其灵敏度高，响应速度快、选择性好的特点，受到广大研究者的亲睐。如Chen等通过滴涂法将辣根过氧化物酶和镍铝水滑石固定在玻碳电极表面，制备测定过氧化氢的酶传感器（ChenX.,FuC.,WangY.,YangW.,EvansD.G.,BiosensorsandBioelectronics,2008,24:356-361），但由于在固定化酶的方法上的缺点，使酶很容易脱落，受环境的影响大，限制了它的应用。目前，以水滑石为固定化酶的载体制备辣根过氧化物酶传感器并用于检测过氧化氢的报道，都是先通过共沉淀法或水热法合成水滑石，然后采用滴涂法或层层组装法制备辣根过氧化物酶传感器。上述方法繁琐、复杂费时，本专利技术专利通过简单的电沉积法将辣根过氧化物酶固定在水滑石载体上制备辣根过氧化物酶传感器，通过简单的电沉积法制备水滑石将辣根过氧化物酶固定于电极表面使酶紧密的负载在电极表面，有利于酶的固定化和酶的直接电子传递；另外，本专利技术专利将碳纳米管的引入到基础电极表面，改善水滑石修饰电极的导电性而提高酶传感器的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对目前以水滑石为载体制备辣根过氧化物酶传感器的方法复杂、繁琐及水滑石修饰电极的导电性差的缺点，通过简单的一步电沉积法在碳纳米管修饰基础电极表面制备了以水滑石为载体的辣根过氧化物酶传感器并用于检测过氧化氢。实现本专利技术的技术方案是，本专利技术通过滴涂的方法先将碳纳米管修饰于电极表面，然后通过一步电沉积法将水滑石和辣根过氧化物酶固定在碳纳米管修饰的电极表面，利用辣根过氧化物酶对过氧化氢的催化还原和酶的直接电子传递，建立了一种新的测定过氧化氢的方法。本专利技术以水滑石为载体制备酶传感器的制备方法，所述方法步骤如下：（1）用微量注射器取2～15μl分散好的0.3～2.0mg/mL碳纳米管悬浮液均匀的滴加在干净的玻碳电极表面，在室温下自然晾干，用去离子水冲洗干净，得到碳纳米管修饰电极。（2）先配制含硝酸钴15～25mmol/L、硝酸铝5～10mmol/L、硝酸钾0.1～0.5mol/L和辣根过氧化物酶0.3～1.5mg/mL的电沉积液，然后将碳纳米管修饰电极置于电沉积液中于-0.6～-1.2V下进行恒电位沉积，时间为10～80s，沉积结束之后用去离子水冲洗干净，得到水滑石-辣根过氧化物酶/碳纳米管修饰电极，该辣根过氧化物酶修饰电极即为测定过氧化氢的酶传感器。本专利技术以水滑石为载体制备酶传感器检测过氧化氢的方法如下：本专利技术利用辣根过氧化物酶对过氧化氢的催化还原和酶与电极之间的直接电子传递，将前述辣根过氧化物酶修饰电极作为工作电极，参比电极为Ag/AgCl电极，辅助电极为铂电极，组成三电极体系，即可实现对过氧化氢的检测。该传感器测定过氧化氢的线性范围为2.5×10-6～7.85×10-4mol/L，检测限为1.6×10-6mol/L，灵敏度为0.00881A·L/mol。用同一批制备的5支修饰电极对0.25mmol/LH2O2进行测定，其相对标准偏差为3.2%。采用同一支修饰电极对过氧化氢进行5次检测，其对过氧化氢响应的相对标准偏差为2.1%。酶修饰电极在0.25mmol/LH2O2置于4℃的环境中考察其稳定性，四周后，仍保留响应电流值的83%。表明该电极具有良好的重现性和稳定性。本专利技术的有益效果是，本专利技术利用碳纳米管的大比表面积、良好的导电性和生物相容性，通过一步电沉积法在碳纳米管修饰的基础电极表面将辣根过氧化物酶负载在水滑石上实现了酶的直接电化学并用于测定过氧化氢。附图说明图1为本专利技术中的酶修饰电极在0.2mol/LPBS(pH7.0)中的循环伏安图，（a）未加过氧化氢，（b）加入125μmol/L过氧化氢；图2为本专利技术中不同修饰电极的循环伏安曲线，（a）水滑石修饰电极，（b）水滑石/碳纳米管修饰电极，（c）辣根过氧化物酶/碳纳米管修饰电极，（d）水滑石-辣根过氧化物酶/碳纳米管修饰电极；图3为酶修饰电极对过氧化氢的计时电流曲线；图4酶修饰电极的电流响应对过氧化氢浓度的校准曲线。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细说明，以下实施例有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但决不限制本专利技术的保护范围。实施例1以水滑石为载体制备酶传感器。（1）用微量注射器取3μl分散好的0.5mg/mL碳纳米管悬浮液均匀的滴加在干净的玻碳电极表面，在室温下自然晾干，用去离子水冲洗干净，得到碳纳米管修饰电极。（2）先配制含硝酸钴15mmol/L、硝酸铝5mmol/L、硝酸钾0.1mol/L和辣根过氧化物酶0.3mg/mL的电沉积液，然后将碳纳米管修饰电极置于电沉积液中于-0.6V下进行恒电位沉积，时间为80s，沉积结束之后用去离子水冲洗干净，得到水滑石-辣根过氧化物酶/碳纳米管修饰电极，该辣根过氧化物酶修饰电极即为测定过氧化氢的酶传感器。实施例2以水滑石为载体制备酶传感器。（1）用微量注射器取5μl分散好的0.5mg/mL碳纳米管悬浮液均匀的滴加在干净的玻碳电极表面，在室温下自然晾干，用去离子水冲洗干净，得到碳纳米管修饰电极。（2）先配制含硝酸钴21mmol/L、硝酸铝7mmol/L、硝酸钾0.2mol/L和辣根过氧化物酶0.5mg/mL的电沉积液，然后将碳纳米管修饰电极置于电沉积液中于-0.8V下进行恒电位沉积，时间为70s，沉积结束之后用去离子水冲洗干净，得到水滑石-辣根过氧化物酶/碳纳米管修饰电极，该辣根过氧化物酶修饰电极即为测定过氧化氢的酶传感器。实施例3以水滑石为载体制备酶传感器。1）用微量注射器取5μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酶传感器的制备方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为：（1）用微量注射器取2～15 μl分散好的0.3～2.0 mg/mL 碳纳米管悬浮液均匀的滴加在干净的玻碳电极表面，在室温下自然晾干，用去离子水冲洗干净，得到碳纳米管修饰电极；（2）先配制含硝酸钴15～25 mmol/L、硝酸铝5～10 mmol/L、硝酸钾0.1～0.5 mol/L和辣根过氧化物酶0.3～1.5 mg/mL的电沉积液，然后将碳纳米管修饰电极置于电沉积液中于‑0.6～‑1.2 V下进行恒电位沉积，时间为10～80s，沉积结束之后用去离子水冲洗干净，得到水滑石‑辣根过氧化物酶/碳纳米管修饰电极，该辣根过氧化物酶修饰电极即为测定过氧化氢的酶传感器。

【技术特征摘要】
1.一种酶传感器的制备方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为：（1）用微量注射器取2～15μl分散好的0.3～2.0mg/mL碳纳米管悬浮液均匀的滴加在干净的玻碳电极表面，在室温下自然晾干，用去离子水冲洗干净，得到碳纳米管修饰电极；（2）先配制含硝酸钴15～25mmol/L、硝酸铝5～10mmol/L、硝酸钾0.1～0.5mol/L和辣根过氧化物酶0.3～1.5mg/mL的电沉积液，然后将碳纳米管修饰电极置于电沉积液中于-0.6～-1.2V下进行恒电位沉积，时间为10～80s，沉积结束之后用去离子水冲洗干净，得到水滑石-辣根过氧化物酶/碳纳米管修饰电极，该辣根过氧化物酶修饰电极即为测定过氧化氢的酶传感器。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨绍明，陈爱喜，孙清，李瑞琴，尚培玲，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36