一種葡萄糖氧化酶生物傳感器的制備方法及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于酶生物傳感器技術領域，特別涉及一種高靈敏度的葡萄糖氧化酶生物 傳感器的制備方法及其應用。
【背景技術】
[0002] 生物傳感器由于其快速敏銳的檢測性能以及所需儀器價格低廉等優點而廣泛應 用于生命物質的電化學檢測。開發用于檢測體內葡萄糖濃度的微小變化的高靈敏度的葡萄 糖酶生物傳感器具有重要的科學意義和使用價值。
[0003] 孔雀石綠屬于三苯甲烷類染料，是一種新穎的修飾電極的材料，其優良的導電性 能會很好地促進生物電活性分子的電子傳遞，應用于電化學傳感器上能顯著提高對檢測物 質的響應程度。與其他修飾的葡萄糖氧化酶的生物傳感器相比，孔雀石綠薄膜修飾的葡萄 糖氧化酶生物傳感器制作簡單，靈敏度高，反應速度快，抗干擾強，檢測范圍寬，必將為生物 傳感器的發展帶來更大的進步。
[0004] 葡萄糖氧化酶因為具有極其重要的催化活性而被廣泛研究。而且其價格低廉，性 質穩定，實用性強，常被人們用作制備生物傳感器的理想分子。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種葡萄糖氧化酶生物傳感器的制備方法及其應用。
[0006] 本發明的原理和思路：利用電聚合的方法將孔雀石綠溶液修飾在電極表面，形成 一種載體薄膜，在薄膜表面滴加葡萄糖氧化酶溶液，在酶溶液中混合戊二醛、Nafion (全氟 化高分子聚合物磺酸鹽陽離子交換劑）使葡萄糖氧化酶更加穩固的與孔雀石綠薄膜交聯 在一起，形成一種對葡萄糖有特定響應的薄膜。利用這種修飾電極的表面葡萄糖氧化酶對 葡萄糖進行催化氧化，生成葡萄酸、過氧化氫，通過循環伏安法能夠準確的對葡萄糖進行定 量分析。
[0007] 具體步驟為： (1)將基體電極在金砂相紙上用0. 5 Mffl的拋光粉粗磨，用超純水沖洗干凈后在麂皮布 上用0. 35 的Al2O3拋光粉細磨，再用超純水沖洗干凈后置于體積比為1:3的HNO 3/無水 乙醇混合溶液和二次水中各超聲清洗2 min，再用超純水沖洗干凈，晾干，即制得預處理后 的基體電極。
[0008] (2)以步驟（1)預處理后的基體電極為工作電極，在0· I mol/L的H2SO^進行循 環伏安法掃描，掃描電位范圍為-I. 〇~l. 4V ;掃描速率為0. lV/s ;掃描段數為20段，至循環 伏安曲線穩定，即完成基體電極的活化。
[0009] (3)以步驟⑵活化后的基體電極作為工作電極，在15ml燒杯中依次加入2 mL 3X103 mol/L的孔雀石綠溶液、5 mL 0.2 mol/L的磷酸緩沖溶液和3 mL I mol/L的NaNO3 溶液，用循環伏安法進行掃描，掃描電位范圍為-I. 4~1. 8 V ;掃描速率為0.1 V/s ;掃描段 數為30段，掃描完后，用超純水沖洗干凈基體電極，晾干，就在基體電極上制備了電聚合的 孔雀石綠薄膜。
[0010] (4)取4 mL的離心管依次加入10 μ L質量百分比濃度為2%的戊二醛水溶液、 50 μ L pH值為6. 0的PBS溶液和5mg葡萄糖氧化酶，然后用Nafion溶液定容至500 μ L，混 合、搖勻，即制得葡萄糖氧化酶混合液。
[0011] (5)在經步驟（3)處理過的基體電極的表面滴涂20 μ L步驟（4)制得的葡萄糖氧 化酶混合液，晾干后在電聚合的孔雀石綠薄膜上就形成了葡萄糖氧化酶層，即完成了電聚 合孔雀石綠薄膜修飾的葡萄糖氧化酶生物傳感器的制備。
[0012] 所述基體電極為玻碳電極或銦錫氧化物電極。
[0013] 所述 PBS 溶液是 0. 2 mol/L 的 NaH2PO4-Na2HPO4緩沖溶液。
[0014] 本發明制備的葡萄糖氧化酶生物傳感器應用于對葡萄糖進行定量分析。
[0015] 本發明方法制備步驟簡單，所制得的生物傳感器導電性好，選擇性好，催化活性 高，靈敏度高，在葡萄糖的催化和檢測方面具有很好前景。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明實施例中的裸玻碳電極對空白溶液和葡萄糖溶液的響應圖。
[0017] 圖2為本發明實施例中的電聚合孔雀石綠的玻碳電極對空白溶液和葡萄糖溶液 的響應圖。
[0018] 圖3為本發明實施例中的孔雀石綠/葡萄糖氧化酶修飾電極對空白溶液和葡萄糖 溶液的響應圖。
[0019] 圖4為本發明實施例中的孔雀石綠/葡萄糖氧化酶/nafion修飾電極對空白溶液 和葡萄糖溶液的響應圖。
[0020] 圖5為本發明實施例中的孔雀石綠修飾電極在不同圈數下的紫外吸收圖。
[0021] 圖6為本發明實施例中經過電聚合在電極表面修飾孔雀石綠的吸收峰與孔雀石 綠溶液的紫外吸收光譜。
[0022] 圖7為本發明實施例中電聚合孔雀石綠薄膜修飾葡萄糖氧化酶生物傳感器在不 同掃描速率下對峰形的影響圖。
[0023] 圖8為本發明實施例制得的電聚合孔雀石綠薄膜修飾葡萄糖氧化酶生物傳感器 在不同掃描速率下與峰電流的線性關系圖。
[0024] 圖9為本發明實施例制得的電聚合孔雀石綠薄膜修飾葡萄糖氧化酶生物傳感器 在不同濃度葡萄糖體系下的循環伏安圖。
[0025] 圖10為本發明實施例制得的電聚合孔雀石綠薄膜修飾葡萄糖氧化酶生物傳感器 在不同濃度葡萄糖體系下與峰電流的函數關系圖。
【具體實施方式】
[0026] 以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0027] 實施例： (1)將玻碳電極在金砂相紙上用〇. 5 Mffl的拋光粉粗磨，用超純水沖洗干凈后在麂皮布 上用0. 35 的Al2O3拋光粉細磨，再用超純水沖洗干凈后置于體積比為1:3的HNO 3/無水 乙醇混合溶液和二次水中各超聲清洗2 min，再用超純水沖洗干凈，晾干，即制得預處理后 的基體電極。
[0028] (2)以步驟⑴預處理后的基體電極為工作電極，在0· I mol/L的H2S0#進行循 環伏安法掃描，掃描電位范圍為-I. 〇~l. 4V ;掃描速率為0. 1V/S ;掃描段數為20段，至循環 伏安曲線穩定，即完成基體電極的活化。
[0029] (3)以步驟（2)活化后的基體電極作為工作電極，在15ml燒杯中依次加入2 mL 3X103 mol/L的孔雀石綠溶液、5 mL 0.2 mol/L的磷酸緩沖溶液和3 mL I mol/L的NaNO3 溶液，以Ag/AgCl電極作為參比電極，鉑電極作為對電極，用循環伏安法進行掃描，掃描電 位范圍為-I. 4~1. 8 V ;掃描速率為0.1 V/s ;掃描段數為30段，掃描完后，用超純水沖洗干 凈