[发明专利]基于修饰电极的酪氨酸酶生物传感器及制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于修饰电极的酪氨酸酶生物传感器，所述生物传感器包括一玻碳电极，其特征在于：所述玻碳电极的检测端表面沉积有L-半胱氨酸修饰的氮杂化介孔碳，所述L-半胱氨酸修饰的氮杂化介孔碳上通过戊二醛固定有酪氨酸酶。

2.一种如权利要求1所述的基于修饰电极的酪氨酸酶生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

（1）修饰氮杂化介孔碳：向一玻碳电极的检测端表面用电化学方法沉积L-半胱氨酸溶液，得到L-半胱氨酸修饰电极，晾干备用；将准备好的氮杂化介孔碳悬浮液滴加到L-半胱氨酸修饰电极的检测端表面上，得到L-半胱氨酸修饰的氮杂化介孔碳电极；

（2）交联戊二醛：将步骤（1）制得的L-半胱氨酸修饰的氮杂化介孔碳电极的检测端于室温下浸入配制好的戊二醛溶液中，得到复合材料修饰电极，晾干备用；

（3）固定酪氨酸酶：在步骤（2）得到的复合材料修饰电极的检测端表面滴加配制好的酪氨酸酶溶液，通过戊二醛的交联作用使酪氨酸酶固定于复合材料修饰电极上，得到酪氨酸酶生物传感器。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述L-半胱氨酸溶液的浓度为1.0×10^-3mol/L～1.0×10^-2mol/L；所述氮杂化介孔碳悬浮液的浓度为1.0mg/mL～3.0mg/mL，所述L-半胱氨酸修饰电极的检测端表面滴加5μL～10μL的氮杂化介孔碳悬浮液。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述戊二醛溶液中戊二醛的质量分数为1%～3%，所述L-半胱氨酸修饰氮杂化介孔碳电极在戊二醛溶液中浸入的时间为30min～60min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述酪氨酸酶溶液的pH值为4.5～9.2，所述酪氨酸酶溶液中酪氨酸酶的浓度为0.05mg/μL～0.1mg/μL。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述氮杂化介孔碳是采用包括以下步骤的制备方法制得：

（1）合成介孔硅模板SBA-15：将嵌段共聚物P123置于盐酸中溶解，然后逐滴加入正硅酸乙酯，P123与正硅酸乙酯的质量比为8∶17～23，搅拌后水浴加热，温度控制在30℃～35℃，然后将所得混合物转移至反应釜中，在140℃～150℃水热23h～25h，抽滤，洗涤至中性，风干，再放入电阻炉中在530℃～550℃空气中焙烧4h～5h，得到介孔硅模板SBA-15；

（2）合成氮杂化介孔碳：将所得介孔硅模板SBA-15、四氯化碳、乙二胺按照0.5～1.5∶3∶1.35的质量比加入烧瓶中，然后在90℃～100℃下水浴加热搅拌6h～10h，冷凝回流6h～8h，将所得产物于40℃～60℃下进行干燥，再置于氮气或含氢氮气中于600℃～900℃下热处理5h～7h，控制升温速率为3℃/min～5℃/min；用质量分数为5%～7%的氢氟酸脱除硅模板，过滤，洗涤，40℃～60℃下干燥，得到氮杂化介孔碳。

7.一种如权利要求1所述的酪氨酸酶生物传感器或者权利要求2～6中任一项所述制备方法制得的酪氨酸酶生物传感器在检测邻苯二酚中的应用，检测时的具体操作方法包括以下步骤：以所述的酪氨酸酶生物传感器作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，铂电极作为对电极，建立三电极系统，将所述三电极系统与电化学工作站连接，将工作电极的检测端置于待测溶液中，通过电化学工作站检测出待测溶液中进行电化学反应时的还原电流大小，然后根据邻苯二酚浓度与还原电流变化的线性回归方程，即可定性或定量地测定待测溶液中的邻苯二酚；

所述邻苯二酚浓度与还原电流变化的线性回归方程为：

P₁=50.7049+681.4709C₁   （1）

式（1）中，P₁为邻苯二酚检测时的电流变化值，单位为nA；C₁为待测溶液中邻苯二酚的浓度值，单位为μM；式（1）的相关系数为R²=0.9991，邻苯二酚检测线性范围为5×10^-8M～9.5×10^-6M，检测下限为10.24nM。