[发明专利]一种基于金属有机骨架材料的生物传感器及其应用

权利要求书

1.一种基于金属有机骨架材料的生物传感器，是基于金属有机骨架材料和壳聚糖的酪氨酸酶电化学生物传感器，其特征在于：

其采用如下过程制备获得，

(a)将金属有机骨架材料与酪氨酸酶磷酸盐缓冲溶液混合，在室温下震荡0.5小时或0.5小时以上；

(b)将壳聚糖加入到金属有机骨架材料和酶分子形成的复合材料溶液中充分混匀；

所述含有金属有机骨架材料-酪氨酸酶-壳聚糖(CuMOF-Tyr-Chi)复合物溶液中：金属有机骨架材料浓度为0.3～0.7mgmL^-1；酪氨酸酶浓度为1.0～4.0mgmL^-1；壳聚糖浓度为1.0～2.0mgmL^-1；

取4～10μL上述含有金属有机骨架材料-酪氨酸酶-壳聚糖(CuMOF-Tyr-Chi)复合物溶液滴加到已经进行过抛光处理的玻碳电极表面，在室温下静置晾干，得到酪氨酸酶电化学生物传感器。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述的金属有机骨架材料采用溶剂热方法合成，其具体制备过程为，

(a)将0.247～0.986g三水硝酸铜，0.227～0.906g对苯二甲酸和0.16～0.64g三乙烯二胺溶于50～200mLN,N-二甲基甲酰胺中超声混匀后，将上述溶液移入带聚四氟乙烯衬套的不锈钢反应釜中，密封后置于烘箱中加热，温度为100～140℃，反应时间为24～48小时，反应结束后将反应釜从烘箱中取出，自然降温到室温；

(b)将步骤(a)得到的产物收集和过滤，固体物质用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，置于真空干燥箱中烘干待用，烘干温度为80～120℃。

3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述的金属有机骨架材料中三水硝酸铜可用六水硝酸锌、六水硝酸镍或六水硝酸钴替代，它们的用量分别为六水硝酸锌0.304～1.216g、六水硝酸镍0.297～1.188g或六水硝酸钴0.297～1.188g。

4.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述磷酸盐缓冲溶液的组成为K₂HPO₄和KH₂PO₄等摩尔浓度(50mmol/L)混合水溶液，并将pH调至7.0。

5.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述的壳聚糖是从蟹壳和/或虾壳中所获得的直链高分子聚合物；其壳聚糖脱乙酰度为75％～85％。

6.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：玻碳电极表面的抛光处理过程为：依次用粒径分别为1μm、0.3μm、0.05μm的三氧化二铝粉末将玻碳电极表面抛光，然后依次分别在无水乙醇和去离子水中反复超声清洗，之后用氮气将电极表面吹干待用。

7.一种权利要求1-6任一所述传感器的应用，其用于检测双酚类化合物，也可以说是一种基于金属有机骨架材料-壳聚糖复合材料的酪氨酸酶电化学生物传感器检测双酚类化合物的方法，其特征在于：

该方法包括以下步骤：

(1)将所述的酪氨酸酶电化学生物传感器放入空白检测溶液中，在工作电压下将已知浓度(0.1～1mmol/L)的双酚类化合物中的一种或二种以上作为目标分析物连续加入到上述检测溶液中，同时进行电化学扫描并记录响应的电流-时间曲线；

进一步，由于电流-时间曲线中固定时间点上检测溶液中的双酚类化合物浓度可知，通过电流-时间曲线中的电流强度I和目标物浓度C组成校正曲线；

(2)在工作电压下将分析水体样品加入到检测溶液中，同时进行电化学扫描并记录响应的电流强度；通过电流-时间曲线中的电流强度I和目标物浓度C组成的校正曲线来计算分析样品中双酚类化合物的浓度含量。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述的目标分析物包括双酚A、双酚F、双酚E、双酚B以及双酚Z等双酚类化合物中的一种或二种以上；

所述电化学扫描的工作电压范围为-0.05～-0.15V，其为恒电势扫描；通过本发明酪氨酸酶电化学生物传感器检测的电流强度与目标物浓度关系而得到的标准曲线，来确定样品中是否含有双酚类化合物并同时确定双酚类化合物的浓度。