电化学酶生物传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种电化学酶生物传感器的制备方法和应用；该电化学酶生物传感器的制备方法包括以下步骤：提供MXene，并制成MXene悬浊液；将贵金属化合物溶液与所述MXene悬浊液混合，干燥后得到MXene

【技术实现步骤摘要】
电化学酶生物传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电化学传感器
，特别是涉及一种电化学酶生物传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]电化学酶生物传感器基于电子转移机制不同，可分为第一代、第二代和第三代电化学酶生物传感器。其中，第一代电化学酶生物传感器是基于氧分子作为电子受体，第二代电化学酶生物传感器是利用小分子电子传递介质代替氧分子作为电子受体，而第三代电化学酶生物传感器无需氧分子或电子传递介体作为电子受体，直接将酶固定于工作电极表面，使酶的氧化还原活性位点与工作电极相近，直接进行电子传递，从而能够提高电化学酶生物传感器的灵敏度和选择性。然而，第三代电化学酶生物传感器容易受到电活性离子的干扰，稳定性、灵敏度、选择性和检测下限等性能仍有待提高。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种电化学酶生物传感器及其制备方法和应用，该制备方法制得的电化学酶生物传感器稳定性好，灵敏度和选择性高，且具有更低的检测限。
[0004]本专利技术提供了一种电化学酶生物传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0005]提供MXene，并制成MXene悬浊液；
[0006]将贵金属化合物溶液与所述MXene悬浊液混合，干燥后得到MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料；
[0007]将所述MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料制成悬浊液，然后置于电化学传感器的工作电极表面并干燥，得到表面修饰有MXene
‑r/>贵金属纳米粒子复合材料的工作电极；以及
[0008]将生物酶溶液置于所述修饰有MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料的工作电极的表面并干燥，得到电化学酶生物传感器。
[0009]在一实施方式中，所述MXene悬浊液的浓度为0.2mg/mL
‑
2mg/mL，所述MXene选自Ti3C2Tx。
[0010]在一实施方式中，所述贵金属化合物溶液的浓度为100μg/mL
‑
500μg/mL，所述贵金属化合物溶液选自HAuCl4溶液。
[0011]在一实施方式中，所述MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料的悬浊液的浓度为0.5mg/mL
‑
1.5mg/mL。
[0012]在一实施方式中，将贵金属化合物溶液与所述MXene悬浊液混合的步骤中，将所述贵金属化合物溶液分批加入所述MXene悬浊液中。
[0013]在一实施方式中，将所述MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料的悬浊液置于所述电化学传感器的工作电极表面的步骤中，所述复合材料的悬浊液的负载量为6μL/mm2‑
20μL/mm2。
[0014]在一实施方式中，将生物酶溶液置于所述修饰有MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料
的工作电极的表面的步骤中，所述生物酶溶液的负载量为6μL/mm2‑
20μL/mm2，所述生物酶的活性为25U
‑
45U。
[0015]一种由如上述的制备方法得到的电化学酶生物传感器，包括工作电极、辅助电极和对电极，所述工作电极的表面修饰有MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料和生物酶。
[0016]在一实施方式中，所述生物酶选自葡萄糖氧化酶、乙醇氧化酶、乳酸脱氢酶、尿酸氧化酶、乙酰胆碱酯酶、辣根过氧化物酶中的至少一种。
[0017]一种如上述的电化学酶生物传感器在生物检测中的应用。
[0018]本专利技术电化学酶生物传感器的制备方法中，将贵金属化合物溶液与MXene悬浊液混合的过程中，贵金属化合物被MXene还原为贵金属纳米粒子并原位负载在MXene的表面，得到MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料，其中，MXene具有优异的比表面积和负载能力，能够为贵金属纳米粒子的负载提供平面支撑，抑制贵金属纳米粒子的团聚，使其均匀的分散在MXene表面，而贵金属纳米粒子的负载也隔绝了MXene与空气的接触，抑制了MXene的氧化。
[0019]从而，再将MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料和生物酶依次修饰于工作电极的表面后，一方面，MXene能够有效抵抗来自其它电活性离子的干扰，且MXene能够为生物酶提供更大的负载面积，另一方面，贵金属纳米粒子对生物酶的吸附能力强，且可以使生物酶在吸附过程中保持生物活性，同时由于贵金属纳米粒子优异的导电性和较大的比表面积，使得生物酶具有优异的催化效率。进而，利用协同作用，使得本专利技术的电化学酶生物传感器的稳定性好，灵敏度和选择性高，且具有更低的检测限。
附图说明
[0020]图1为实施例1中MXene在氮气中的扫描电镜图；
[0021]图2为实施例1中MXene在空气中的扫描电镜图；
[0022]图3为实施例1中MXene
‑
AuNPs复合材料在空气中的扫描电镜图；
[0023]图4为实施例1获得的电化学葡萄糖生物传感器与对比例1获得的电化学葡萄糖生物传感器对葡萄糖的电流响应曲线4(a)和线性回归曲线4(b)，其中，A为实施例1获得的电化学葡萄糖生物传感器的电流响应曲线和线性回归曲线；B为对比例1获得的电化学葡萄糖生物传感器的电流响应曲线和线性回归曲线；
[0024]图5为实施例1获得的电化学葡萄糖生物传感器在不同底物干扰下对葡萄糖的电流响应柱状图，其中，c为只有葡萄糖的电流响应柱状图，d为抗坏血酸干扰下的葡萄糖的电流响应柱状图；e为抗坏血酸和对乙酰氨基酚共同干扰下的葡萄糖的电流响应柱状图；f为抗坏血酸、对乙酰氨基酚和多巴胺共同干扰下的葡萄糖的电流响应柱状图；g为抗坏血酸、对乙酰氨基酚、多巴胺和尿酸共同干扰下的葡萄糖的电流响应柱状图；
[0025]图6为实施例6获得的电化学尿酸生物传感器在不同底物干扰下对尿酸的电流响应柱状图，其中，h为只有尿酸的电流响应柱状图，i为葡萄糖干扰下的尿酸的电流响应柱状图；j为抗坏血酸和葡萄糖共同干扰下的尿酸的电流响应柱状图；k为抗坏血酸、对乙酰氨基酚和葡萄糖共同干扰下的尿酸的电流响应柱状图；t为抗坏血酸、对乙酰氨基酚、多巴胺和葡萄糖共同干扰下的尿酸的电流响应柱状图；
[0026]图7为实施例7获得的电化学乳酸生物传感器在不同底物干扰下对乳酸的电流响应柱状图，其中，m为只有乳酸的电流响应柱状图，n为尿酸干扰下的乳酸的电流响应柱状
图；s为尿酸和葡萄糖共同干扰下的乳酸的电流响应柱状图；p为抗坏血酸、尿酸和葡萄糖共同干扰下的乳酸的电流响应柱状图；q为抗坏血酸、对乙酰氨基酚、葡萄糖和尿酸共同干扰下的乳酸的电流响应柱状图；r为抗坏血酸、对乙酰氨基酚、多巴胺、葡萄糖和尿酸共同干扰下的乳酸的电流响应柱状图。
具体实施方式
[0027]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学酶生物传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供MXene，并制成MXene悬浊液；将贵金属化合物溶液与所述MXene悬浊液混合，干燥后得到MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料；将所述MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料制成悬浊液，然后置于电化学传感器的工作电极表面并干燥，得到表面修饰有MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料的工作电极；以及将生物酶溶液置于所述修饰有MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料的工作电极的表面并干燥，得到电化学酶生物传感器。2.根据权利要求1所述的电化学酶生物传感器的制备方法，其特征在于，所述MXene悬浊液的浓度为0.2mg/mL
‑
2mg/mL，所述MXene选自Ti3C2Tx。3.根据权利要求1所述的电化学酶生物传感器的制备方法，其特征在于，所述贵金属化合物溶液的浓度为100μg/mL
‑
500μg/mL，所述贵金属化合物溶液选自HAuCl4溶液。4.根据权利要求1所述的电化学酶生物传感器的制备方法，其特征在于，所述MXene
‑
贵金属纳米粒子复合材料的悬浊液的浓度为0.5mg/mL
‑
1.5mg/mL。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电化学酶生物传感器的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：章路，
申请(专利权)人：上海联影微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：