[发明专利]辣根过氧化物酶-喇叭花状肌醇六磷酸锌-玻碳电极电化学生物传感器及其构建方法有效

专利信息
申请号: 201210069048.9 申请日: 2012-03-15
公开(公告)号: CN102628829A 公开(公告)日: 2012-08-08
发明(设计)人: 杨海峰;接德丽 申请(专利权)人: 上海师范大学
主分类号: G01N27/327 分类号: G01N27/327
代理公司: 上海伯瑞杰知识产权代理有限公司 31227 代理人: 吴瑾瑜
地址: 200234 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 辣根过氧化物酶 喇叭花 状肌醇六 磷酸 电极 电化学 生物 传感器 及其 构建 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于生物传感器技术领域,涉及一种辣根过氧化物酶-喇叭花状肌醇六磷酸锌-玻碳电极电化学生物传感器及其构建方法,主要是将具有优异生物亲和性的植物源喇叭花状肌醇六磷酸锌用于制备过氧化氢生物传感器。 

背景技术

过氧化氢是一种非常重要的化工产品,兼具多种功效如杀菌、漂白、氧化和消毒等。它具有十分广泛的应用价值,因此对过氧化氢含量的测定在很多领域如生物制药、食品科学、工业分析、环境监测和临床化学等具有非常重要的意义。现在检测过氧化氢时采用的主要手段有荧光法、化学发光法、电化学法、光谱法和滴定法等。近年来,电化学方法,尤其是基于酶的直接电化学的无媒介体生物传感器得到了迅速的发展,这是因为用电化学方法研制的过氧化氢生物传感器其制备简单,成本低,并且具有很高的选择性、灵敏度、稳定性及重现性等优点。 

此外,酶在生物体内以及药物和食物中有极为重要的作用,而过氧化氢作为生物体内许多过氧化酶参与酶促反应的副产物,对其浓度进行准确测定则具有十分重要的研究意义。生物传感器具有对酶的分子识别和催化选择功能,用它来检测过氧化氢浓度不但能体现出操作简单,响应快的特点,而且只需少量的试样就可以检测出过氧化氢的浓度。因此,如何在对过氧化氢进行精确检测时充分发挥生物传感器的检测高灵敏性和专一性等优势,是研究者们为之不断努力的目标。 

生物纳米材料具有生物兼容性好、比表面积大和稳定性高等特点,并且其表面所带有的功能基团能对酶的电化学行为产生特有的催化效应。锌是生物必需元素。人体,特别是儿童易产生锌不足而影响健康。在各种补锌盐类中,肌醇六磷酸锌(Zn-IP6)安全无毒、稳定无异味,有改善食品风味和抗氧化等作用, 无论作为补锌的食品强化剂或制剂,都有显著的优点。用生物肌醇六磷酸盐作为表面处理剂是我国防腐蚀行业首次采用生物工程技术合成的绿色环保防腐蚀产品。借助肌醇六磷酸钠分子结构上含有6个非共平面的磷酸酯键,可以附着在晶体表面,影响晶体的成核和生长,控制肌醇六磷酸锌的形貌和尺寸,从而得到一种喇叭花状的肌醇六磷酸锌。利用肌醇六磷酸锌和辣根过氧化物酶的配位作用将HRP吸附到电极表面,获得了Nafion/HRP/Zn-IP6/GCE传感器。这种结构的存在可以很好的把HRP包埋在喇叭花状的Zn-IP6内部,极大的提高了HRP酶在电极表面的负载量,以提供令人满意的微环境来保持HRP的生物活性,实现对H2O2的定量测定。 

迄今为止,国内外尚未有利用“绿色经济”喇叭花状的肌醇六磷酸锌制备的检测过氧化氢的生物传感器。所以发明一种检测限低,响应时间短,米氏常数较小,灵敏度高,稳定性好的检测H2O2的生物传感器是一个迫切需要解决的重要技术问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种检测限低,响应时间短,米氏常数较小,灵敏度高,稳定性好的检测H2O2的生物传感器。 

为达到上述目标,本发明采用如下技术方案: 

辣根过氧化物酶-喇叭花状肌醇六磷酸锌-玻碳电极电化学生物传感器的构建,包括以下步骤: 

(1)将肌醇六磷酸钠与氯化锌在酸性溶液中,80~100℃下反应1~2h,冷却至室温,得喇叭花状肌醇六磷酸锌溶液; 

(2)在玻碳电极表面滴加步骤(1)所制得的喇叭花状肌醇六磷酸锌溶液,晾干,得喇叭花状肌醇六磷酸锌修饰的玻碳电极; 

(3)将辣根过氧化物酶(HRP)溶液滴涂固定到步骤(2)所得喇叭花状肌醇六磷酸锌修饰的玻碳电极上,晾干,得辣根过氧化物酶-喇叭花状肌醇六磷酸锌修饰的玻碳电极; 

(4)将全氟磺酸(Nafion)溶液滴加到步骤(3)所得的辣根过氧化物酶-喇叭花状肌醇六磷酸锌修饰的玻碳电极上,晾干,即得目标产物辣根过氧化物 酶-喇叭花状肌醇六磷酸锌-玻碳电极电化学生物传感器。 

步骤(1)中肌醇六磷酸钠与氯化锌的摩尔比为1∶5~1∶10。 

步骤(1)中所述酸性溶液为pH为2~3的盐酸溶液。 

步骤(3)中HRP溶液为HRP的PBS溶液,溶液pH为7.0~7.5,HRP的浓度为4~6mg/mL。 

步骤(4)中溶液全氟磺酸溶液为全氟磺酸的PBS溶液,浓度为1wt%~1.5wt%。 

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