[实用新型]一体化薄膜涂膜式重金属测量生物传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电化学检测贵金属的装置，具体的说是一体化薄膜涂膜式重金属测量生物传感器。

背景技术

近年来食品安全问题日益突出，现代工农业和交通运输的迅猛发展，造成自然界中大气、土壤、水和食物中的重金属含量急剧增加，人体内的重金属的蓄积量也随之升高。重金属中毒对机体的危害是多系统、多器官、多指证和不可逆的，严重危害人类健康。减少重金属危害，构建食品安全管理体系已经成为世界各主要国家共同关心的重大课题。目前生物传感器用于土壤中污染物的检测目前报道较少。基于抑制作用的酶生物传感器测定环境样品中的抑制剂的研究近年来备受关注，该法可应用于检测土壤中的污染物。汤琳等[20]提出了一种基于抑制作用的新型葡萄糖氧化酶生物传感器用于测定土壤样品中的二价汞离子。该法克服了传统的冷原子吸收分光光度法、高锰酸钾-过硫酸钾消解双硫腙分光光度法等方法中预处理过程复杂、费用高、不能实地检测的缺点。二价汞离子可作为葡萄糖氧化酶的一种抑制剂，在pH较低的酸性环境中，能与酶活性中心的某些位点结合而抑制酶的活性，从而引起响应电流的下降，产生可测定信号。该传感器对汞离子的检出限为0.49 ng/mL，抑制率和汞离子浓度的自然对数值在0.49～783.21 ng/mL和783.21 ng/mL～25.55 μg/mL内分别呈良好的线性关系，酶电极在抑制后可以完全恢复活性。

针对基于电化学检测重金属的方法目前有：1.伏安法是通过电解过程中做得到的电流- 电位( 电压)或电位- 时间曲线进行分析的方法。常用的溶出伏安法检测重金属的原理是被测重金属在负电位下浓缩富集到电极上， 再反向扫描电极电位使已沉积的重金属溶出， 记录溶出中的伏安曲线。有报道该法检测饮用水中铅， 在011 mo l/L的草酸缓冲液( pH 310) 中， 铅的浓度在0. 8  10- 6 ~ 21 2 10- 4 g /L范围内与其峰电流呈良好的线性关系， 检测限达0.1  10- 6 g /L122。程发良等132制备了硫氰酸根- 聚吡咯修饰电极， 利用循环伏安法检测汞离子废水中汞离子含量， 测定结果为3. 52  10- 7 mo l/L， 与电感耦合等离子发射光谱检测结果3. 61  10- 7 m o l/L 基本吻合。对于溶液中的重金属阳离子， 阳极溶出伏安法因其适用范围广、灵敏度高， 已成为国内外最成熟最常用的电化学检测方法， 几乎可用于所有常见重金属的检测。2.电位分析法是在电池的电流为零的条件下测定其电动势或电极电位， 从而利用电极电位与浓度的关系来测定物质浓度。刘芳等142将纳米银修饰过的石墨电极放入铬酸盐溶液中进行活化处理， 使电极表面形成一层待测离子的敏感膜， 制成了一种新型的电位型铬传感器， 其线性范围较宽， 为1. 0  10- 7 ~ 1. 0  10- 2 m o l/L。另有报道以卟啉修饰电极为工作电极， 采用电位溶出法同时检测锌、镉、铅、铜离子， 其检测结果在重现性和灵敏度上比裸玻碳电极更优越， 与预镀汞膜电极相当， 可作为汞膜电极替代品152。电位分析法中加入了活化处理过程， 相对伏安法复杂， 其优点是所需试样少， 而且选择性更好。3. 电导分析法 电导分析法是通过测量溶液的电导值以求得溶液中离子浓度的方法， 它分为直接电导法和电导滴定法。有研究利用螯合剂聚乙烯亚胺( Polyethy le n im ine， PEI)与铜离子螯合过程电导率的测定实验为基础， 建立一种测定溶液中铜离子浓度的新方法) ) ) PE I螯合作用电导滴定法，证明了电导滴定法检测重金属的可行性， 其缺点是共存离子Cd2+ 、Zn2+ 、Pb2+ 干扰比较严重162， 这是因为它所测定的电导值是试样中全部离子电导的总和， 而不易区分和测定其中某一种离子的含量， 选择性很差。电导分析法由于其缺点所限制， 目前已经很少被应用于检测重金属。

本实用新型基于当前已有的关于电化学检测重金属的技术，开发了一种具有更高灵敏度、更便捷，能快速检测集合了一体化薄膜的生物传感器。

发明内容

本实用新型的目的是提供一体化薄膜涂膜式重金属测量生物传感器，从而填补目前市场中对于电化学检测重金属一些弊端。