[发明专利]基于石墨烯的提高葡萄糖氧化酶的热稳定性载体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于石墨烯的提高葡萄糖氧化酶的热稳定性的载体的制备方法。属于纳米材料的制备及应用技术领域。

背景技术

葡萄糖氧化酶(glucose oxidase, GOD)为需氧脱氢酶。GOD在氧气存在下，对β-D-葡萄糖的氧化具有高度专一的强催化能力。由于GOD能够利用氧气将葡萄糖氧化成葡萄糖 酸, 因而GOD具有去除葡萄糖、脱氧及杀菌等功能，被广泛应用于发酵、食品、饲料和医药等领域。GOD的生物活性与温度密切相关，GOD的最佳工作温度为35^oC左右。随着温度的升高，GOD的活性迅速下降，到65^oC时已基本失活。但是 GOD的应用经常要在高温条件下进行，特别是发酵行业。因此制备载体固定GOD，提高GOD的热稳定性就非常重要了。

石墨烯有着十分独特的性能，在很多领域得到应用。研究表明，很多酶在石墨烯及石墨烯复合材料上能保持酶的生物活性。测定GOD的活性，也可以采取电化学方法。研究表明，在电极上，酶的总生物活性与电极的安培响应呈正相关关系。

本发明制备的还原氧化石墨烯/纳米金粒子（rGO/AuNPs）的复合材料，并用于固定GOD。采用电化学方法测定GOD的活性。结果表明GOD在rGO/AuNPs上表现了很好的热稳定性。在70 ^oC的恒温箱中放置24小时后，GOD仍然保持了其活性。在100^oC的烘箱中放置1小时，GOD才能完全失去活性。

发明内容

本发明的目的是制备了rGO/AuNPs复合材料。这种材料用作GOD的载体，大大提高了GOD的热稳定性，扩展了GOD的应用范围。该方法操作简单，周期短，能耗低。GOD在rGO/AuNPs载体上70 ^oC时，24小时后，酶活力基本保持不变。GOD在rGO/AuNPs载体上100 ^oC时，1小时后，GOD才完全失活。本发明所述的制备方法如下：

第一步：通过Hummers法制备得到氧化石墨烯（GO）。

第二步： 在1mg/mL的GO的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）分散液中加入的一定质量分数的HAuCl₄水溶液、一定量的3-氨丙基三甲氧基硅烷（KH550），加热到一定温度，恒温反应数小时后，离心洗涤三次，将所得产品分散在水中，记为rGO/AuNPs。

第三步：将一定量的rGO/AuNPs分散液滴于玻碳电极表面，在空气中干燥后，将电极浸入一定浓度的GOD的水溶液中过夜。

第四步：以第三步得到的电极为工作电极，饱和甘汞电极（SCE）为参比电极，铂丝为对电极， pH6.0的磷酸缓冲溶液为电解液，采用循环伏安法，对GOD的活性进行表征。

第五步：将工作电极在70 ^oC的恒温箱中放置24小时后，采用第四步的方法对GOD的活性进行表征。

第六步：将工作电极在100 ^oC的恒温箱中分别放置1分钟，5分钟，30分钟， 60分钟，并采用第四步方法对GOD的活性进行表征。

附图说明

图1是实施例1中制备的rGO/AuNPs的透射电镜照片。

图2是实施例1中第三步制备的GOD工作电极的循环伏安曲线，以及GOD工作电极在70^oC的恒温烘箱中24小时后的循环伏安曲线。可见GOD的活性基本保持不变。

图3是GOD工作电极的循环伏安曲线，以及GOD工作电极在100^oC的恒温烘箱中1分钟、5分钟、30分钟和60分钟后的循环伏安曲线。GOD的活性在1小时候，才完全消失。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明：

实施例一：具体步骤如下：

第一步：通过Hummers法制备得到氧化石墨烯GO。

第二步： 在1mg/mL的GO的DMF分散液中加入的2.0 wt%的HAuCl₄水溶液、80μL的KH550，加热到100^oC，恒温反应12小时后，离心洗涤三次，将所得产品分散在水中，记为rGO/AuNPs-1。

第三步：将制备的rGO/AuNPs-1分散液滴于玻碳电极表面，在空气中干燥后，将电极浸入一定浓度的GOD的溶液中过夜。

第四步：以第三步得到的电极为工作电极， SCE为参比电极，铂丝为对电极，电解液为0.1M的pH6.0的磷酸缓冲溶液，采用循环伏安法，对GOD的活性进行表征。