[发明专利]基于磁性碳纳米管和壳聚糖/二氧化硅凝胶的漆酶生物传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于磁性碳纳米管和壳聚糖/二氧化硅凝胶的漆酶生物传感器，包括一磁性碳糊电极，其特征在于：所述磁性碳糊电极的电极表面修饰有一磁性碳纳米管层，所述磁性碳纳米管层表面吸附有漆酶，所述漆酶外包裹有一壳聚糖-二氧化硅复合薄膜。

2.根据权利要求1所述的漆酶生物传感器，其特征在于：所述磁性碳糊电极包括聚四氟乙烯管、碳棒、磁铁和导线，所述碳棒置于所述聚四氟乙烯管中，所述导线连接于碳棒的一端并引出聚四氟乙烯管外，所述磁铁设于所述碳棒的另一端，所述磁铁外侧填充有质量比为(1～1.5)∶(3～4)的石墨和石蜡混合物。

3.一种基于磁性碳纳米管和壳聚糖/二氧化硅凝胶的漆酶生物传感器的制备方法，包括下列步骤：

(1)材料准备：准备一经过预处理的磁性碳糊电极，并配制磁性碳纳米管溶液、漆酶溶液和壳聚糖/二氧化硅凝胶液；

(2)修饰磁性碳纳米管：向所述的磁性碳糊电极上滴加磁性碳纳米管溶液，晾干后在磁性碳糊电极上形成一磁性碳纳米管层；

(3)吸附漆酶：在所述磁性碳纳米管层上滴加漆酶溶液，晾干备用；

(4)包裹漆酶：用配制好的壳聚糖/二氧化硅凝胶液滴加到吸附了漆酶的磁性碳纳米管层上使其形成一壳聚糖-二氧化硅复合薄膜，得到基于磁性碳纳米管和壳聚糖/二氧化硅凝胶的漆酶生物传感器。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖/二氧化硅凝胶液的pH值为7.0～7.2。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述磁性碳纳米管溶液、漆酶溶液、壳聚糖/二氧化硅凝胶液用量的体积比为(1.5～2)∶1∶(1～1.5)。

6.根据权利要求3或4或5所述的制备方法，其特征在于：所述磁性碳纳米管的制备方法包括以下步骤：

(1)修饰甲苯胺蓝：首先将碳纳米管与0.4～0.8m mol·L^-1的甲苯胺蓝溶液混合，在室温下超声0.5～1h，然后进行过滤，洗涤，直至洗涤液颜色澄清得到甲苯胺蓝修饰的碳纳米管；

(2)混合铁离子：将甲苯胺蓝修饰的碳纳米管溶于含有硫酸亚铁铵和硫酸铁胺的混合溶液中，混合溶液中铁和亚铁离子的摩尔比为(2～2.5)∶1；所述碳纳米管、硫酸亚铁铵和硫酸铁胺的质量比为(8～12)∶17∶(25～30)；

(3)充氨水：在超声条件下，将氨水缓慢滴入到混合铁离子步骤得到的混合溶液中，使pH值在11～12；

(4)水浴：将充氨水步骤后得到的混合溶液置于50℃～80℃水浴中，磁力搅拌0.5～1h后置于室温下冷却；

(5)分离：用磁铁分离出水浴后混合溶液中的碳纳米管，用蒸馏水清洗至中性，冷冻干燥后得到磁性碳纳米管。

7.根据权利要求3或4或5所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖/二氧化硅凝胶液是通过以下步骤制备得到：将正硅酸乙酯、乙醇和壳聚糖溶液按照1∶4∶30的体积比依次混合，超声20～50min，然后在4℃条件下放置1.5～2.5h即可；所述壳聚糖溶液为壳聚糖溶解于醋酸溶液中制成的溶液，所述壳聚糖溶液的质量分数为0.5％～1％。

8.一种用如权利要求1或2所述的漆酶生物传感器检测邻苯二酚的方法，包括以下步骤：用所述的漆酶生物传感器作为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为对电极，建立三电极系统，将所述三电极系统与电化学工作站连接，通过检测还原电流的大小来定量指示待测溶液中邻苯二酚的浓度，其中邻苯二酚浓度与还原电流变化的线性回归方程为：

I＝0.2791×C+0.2574

相关系数r²＝0.998，线性检测范围为1×10^-7～0.33×10^-4mol·L^-1，检测下限为3.34×10^-8mol·L^-1，其中I为电流变化值，单位为μA，C是邻苯二酚的浓度，单位为μM。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述三电极系统检测待测溶液的检测条件为：电解液为pH＝5.6的磷酸盐缓冲溶液，工作电压为-0.052V。