一種基于酶催化還原氯金酸的葡萄糖氧化酶電極制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于葡萄糖氧化酶電極制備技術領域，特別涉及一種基于酶催化還原氯金 酸的葡萄糖氧化酶電極制備方法。
【背景技術】
[0002] 納米材料當今科學研究的熱點。納米材料是指三維空間中至少有一維處于納米尺 度（1-100nm)范圍內的材料或由它們作為基本單元組裝而成的結構材料，包括金屬、氧化 物、無機化合物和有機化合物等。該尺寸處在原子、分子為代表的微觀世界和宏觀物體交界 的過渡區域(介觀體系)，處于該尺寸的材料表現出許多既不同于微觀粒子又不同于宏觀物 體的特性納米材料具有高比表面積，高催化活性特殊的理化性質及超微小性等特征使其在 電化學催化中的應用有廣泛的前景。
[0003]另外，葡萄糖氧化酶電極是問世最早的生物傳感器，以其為代表的酶電極也是生 物傳感器領域的研究熱點。酶電極的制備的關鍵技術就是酶的固定化，即在電極表面覆著 一層敏感膜，膜的厚度、致密性、均勻度與分子排列的有序性等因素對酶電極的性能也有一 定的影響。但由于生物分子與固體表面結合力弱，易泄露或解脫，穩定性差等原因，使得葡 萄糖氧化酶電極的實用性減弱，其靈敏度、檢測范圍、響應時間、抗干擾能力較差、使用壽命 等方面都有待進一步改進，為此需要進一步加固電極表面的葡萄糖氧化酶膜，提高酶電極 的性能。
[0004] 催化生成Au納米微粒在生物傳感器中的應用，是利用Au納米微粒的催化作用。在 GOx酶反應中，金納米微粒能夠迅速從被還原的G0x(FADH2)獲得電子而使GOx重新具有氧 化性，加速酶的再生速度，提高酶電極的響應靈敏度。另外納米金具有良好的生物相容性且 導電性好，故可加速GOx與電極間的電子傳遞，改善酶電極的性能。即測定葡萄糖時的催化 反應： Gox (FAD) +2e+2H+GOx(FADH2) (1) GOx(FADH2) +02 -^^G0x(FAD2+) +H202 (2) Glucose+GOx(FAD) ..-----------)?G0x(FADH2)+Gluconicacid(3) HAuC14+H2〇2 ---^Au+HC1+02 (4)
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種基于酶催化還原氯金酸的葡萄糖氧化酶電極制備方法。
[0006] 具體步驟為： (1)用α-氧化鋁拋光粉打磨Pt電極至鏡面，然后用二次水沖洗，接著用蒸餾水超聲 清洗3分鐘，然后用lmmol/L的鐵氰化鉀溶液作底液，循環伏安法掃描電極，掃描電位范圍 為-0· 2~0· 6V，當ΛEpsEpfEp# 0· 08V，即制得備用Pt電極。
[0007] (2)取5μL濃度為10~30mg/mL葡萄糖氧化酶滴到步驟⑴制備的備用Pt電極 表面，自然涼干，然后放進冰箱4~8小時，以使葡萄糖氧化酶黏合緊密，制得葡萄糖氧化酶 修飾的電極。
[0008] (3)取250μL pH值為6~7的PBS溶液和50μL質量百分比濃度為1%的HAuC14 水溶液，兩者混勻，接著加50μL十六烷基三甲基氯化銨和500μL濃度為0. 01mol/L的 葡萄糖，最后加H20定溶至5ml，即配制得金生長溶液。
[0009] ⑷取5μL步驟（3)配制的金生長溶液滴到步驟⑵制得的葡萄糖氧化酶修飾的 Pt電極上，涼干后再補滴5μL，重復上述操作5次，然后用二次水沖洗電極，涼干，即制得基 于酶催化還原氯金酸的葡萄糖氧化酶電極。
[0010] 所述α-氧化錯拋光粉的中位粒徑為d50=30~50nm。
[0011] 所述PBS溶液為 0· 2mol/L的NaH2P04-Na2HP04緩沖溶液。
[0012] 本發明方法的優點如下： (1)本發明方法能夠制得具有較好的穩定性和重復性，抗干擾能力強，靈敏度高，且工 藝簡單、成本低，具有很高的實用價值的葡萄糖氧化酶電極，適用于食品或醫學衛生等領域 中低濃度葡萄糖的檢測，具有很高的實用價值，特別是在電化學方面有很好的應用前景。
[0013] (2)本發明方法能有效地對電極上的葡萄糖氧化酶進行固定化，解決了由于生物 分子與固體表面結合力弱，易泄露或解脫等問題，使電極具有更好的穩定性和重現性。2)金 納米微粒具有良好的生物相容性，不會破壞酶的結構及活性，且其導電性好，可加速葡萄糖 氧化酶與溶液間的電子傳遞，改善酶電極的性能。
[0014] (3)金納米微粒對氧化還原反應具有較強的催化活性，在電極反應中，納米金粒子 能迅速從被還原葡萄糖氧化酶獲得電子而使得葡萄糖氧化酶重新具有氧化性，加速酶的再 生速度，提高酶電極的響應靈敏度。其中有點2和3也是本發明選擇金納米微粒對葡萄糖 氧化酶進行固定化的主要因素。
[0015] (4)本發明方法只有簡單的吸附法和滴除法兩個步驟，其制備工藝簡單快捷，且成 本低廉。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明實施例1制備的基于酶催化還原氯金酸的葡萄糖氧化酶電極對不同 葡萄糖濃度響應的循環伏安法掃描結果圖。
[0017]圖2是本發明實施例1制備的基于酶催化還原氯金酸的葡萄糖氧化酶電極對不同 葡萄糖濃度響應的電流-時間曲線掃描結果圖。
[0018]圖3是本發明實施例1制備的基于酶催化還原氯金酸的葡萄糖氧化酶電極對不 同葡萄糖濃度響應的線性關系圖，其中葡萄糖濃度為橫坐標，電流-時間曲線的電流值(取 30~240s之間每30s內電流的平均值）為縱坐標。
[0019] 圖4是對比例1處理好的裸Pt電極對不同葡萄糖濃度響應的循環伏安法掃描結 果圖。
[0020] 圖5是對比例1處理好的裸Pt電極對不同葡萄糖濃度響應的電流-時間曲線掃 描結果圖。
[0021] 圖6是對比例2制備的鍍鉑Pt電極對不同葡萄糖濃度響應的循環伏安法掃描結 果圖。
[0022] 圖7是對比例2制備的鍍鉑Pt電極對不同葡萄糖濃度響應的電流-時間曲線掃 描結果圖。
[0023] 圖8是對比例3制備的Au電極對不同葡萄糖濃度響應的循環伏安法掃描結果圖。
[0024] 圖9是對比例3制備的Au電極對不同葡萄糖濃度響應的電流-時間曲線掃描結 果圖。
【具體實施方式】 實施例
[0025] 本實施例用于說明本發明基于酶催化還原氯金酸的葡萄糖氧化酶電極的制備方 法及其對葡萄糖的測定性能。
[0026] (1)用α-氧化鋁拋光粉打磨Pt電極至鏡面，然后用二次水沖洗，接著用蒸餾水超 聲清洗3分鐘，然后用lmmol/L的鐵氰化鉀溶液作底液，循環伏安法掃描電極，掃描電位范 圍為-0. 2~0. 6V，當ΛEp=EpfEp2=0. 08V，即制得備用Pt電極。
[0027] (2)取5μL濃度為20mg/mL葡萄糖氧化酶滴到步驟（1)制