[发明专利]酪氨酸酶生物传感器检测溶液中酚类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测酚类化合物的方法，特别是一种酪氨酸酶生物传感器检测溶液中酚类化合物的方法。

背景技术

酚类化合物是环境中广泛存在的一类有机污染物，主要来自化工、医药、炼焦等工业排放及农药降解，威胁人类用水安全。随着人们对环境安全意识的逐步提高，迫切要求快速准确测量地表水及饮用水的安全状况。目前对于酚类有机污染物的主要测定方法有色谱法、紫外分光光度法、流动注射分析法等。但这些方法都存在着仪器昂贵、样品预处理、操作过程复杂、分析周期长以及对工作人员的操作水平要求高等缺点，难以实现产业化，无法满足环境中酚类化合物的准确快速检测的要求。

生物传感器是基于生物组分对底物进行专一的识别，通过信号传导器将产生的信号以光、电等形式传递出来，通过信号大小定量检测底物的一项新技术。运用生物传感器来检测环境中的有机污染物、重金属、病菌微生物具有专一性强、灵敏度高、样品量少、成本低廉的特点，因此成为环境保护研究中的一个热点课题。

酪氨酸酶是一种具有生物催化活性的蛋白质，在生物体外容易失去活性，在生物传感器应用中，生物酶需要被固定在一个基板上以实现直接电子传递或者增大表面积以达到效率放大作用。利用各种固定方法将生物敏感元件固定于基板表面并保持活性是生物传感器发展的重要方向。目前许多酪氨酸酶传感器普遍存在的问题是制备方法复杂、成本高、操作和存储稳定性不够高等。

查阅相关专利文献，公开(公告)号：102854233A，公开了一种“基于修饰电极的酪氨酸酶生物传感器及其制备方法和应用”，通过在玻碳电极表面沉积纳米金粒子，之后吸附L-赖氨酸薄膜，在L-赖氨酸薄膜上加载有序介孔碳载纳米金，最后吸附酪氨酸酶。制备过程中所使用的纳米金材料昂贵，制备过程复杂，并且酪氨酸酶的用量为0.05mg/μL-0.1mg/μL，生产成本很高。公开(公告)号：102928488A，公开了一种“酶电化学生物传感器检测水体环境中酚类化合物的方法”，利用亲水性离子液体与介孔碳制备复合材料，再将酪氨酸酶加入到复合材料中制备酪氨酸酶工作电极。介孔碳材料的制备过程复杂，需要使用浓硫酸，并且制备过程中需要升温750-950度，使用有机溶剂，易造成环境污染，酪氨酸酶的用量为2.5-20mg/mL，生产成本较高。公开(公告)号：103278541A公开了一种“用于检测双酚A的电化学生物传感器及其制备方法和应用”，使用石墨烯/金复合物以及壳聚糖来修饰固定酪氨酸酶电极，使用的石墨烯及金等材料价格昂贵，其中氧化石墨烯的制备过程复杂，需要多种有机及无机试剂，并且使用酪氨酸酶的浓度为4.5mg/mL。

发明内容

本发明提供了一种酪氨酸酶生物传感器检测溶液中酚类化合物的方法，能够低成本、高效准确的检测水体环境中酚类化合物。

本发明提供的酪氨酸酶生物传感器检测溶液中酚类化合物的方法包括以下内容：

一.酪氨酸酶生物传感器的制备

酪氨酸酶生物传感器包括一玻碳电极，在玻碳电极的检测端表面沉积有聚硫堇分子，聚硫堇分子外表面偶联一层戊二醛薄膜，在戊二醛薄膜外侧键合酪氨酸酶分子；

二.检测溶液中酚类化合物

以酪氨酸酶生物传感器作为工作电极，银/氯化银作为参比电极，铂电极作为对电极，建立三电极系统，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还原电流大小，然后根据酚类化合物浓度与还原电流的线性回归方程，测定待测溶液中的酚类化合物的种类和含量。

所述酪氨酸酶生物传感器的制备包括以下步骤：

a.沉积聚硫堇分子膜，在一清洗好的玻碳电极的检测端表面用电化学方法沉积硫堇分子，得到聚硫堇分子膜修饰电极，晾干备用；

b.偶联戊二醛，向步骤a中制得的硫堇修饰电极上滴加配制好的戊二醛水溶液，通过化学偶联反应使戊二醛与玻碳电极上的硫堇共价偶联，得到戊二醛-硫堇修饰电极；

c.固定酪氨酸酶，在步骤b中制得的戊二醛-硫堇修饰电极上滴加配制好的酪氨酸酶溶液，通过化学偶联反应使酪氨酸酶固定于修饰电极的戊二醛上，得到酪氨酸酶生物传感器。