[发明专利]一种基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极制备方法

说明书

技术领域

本发明属于葡萄糖氧化酶电极制备技术领域，特别涉及一种基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极制备方法。

背景技术

纳米材料当今科学研究的热点。纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度（1-100nm）范围内的材料或由它们作为基本单元组装而成的结构材料，包括金属、氧化物、无机化合物和有机化合物等。该尺寸处在原子、分子为代表的微观世界和宏观物体交界的过渡区域（介观体系），处于该尺寸的材料表现出许多既不同于微观粒子又不同于宏观物体的特性纳米材料具有高比表面积，高催化活性特殊的理化性质及超微小性等特征使其在电化学催化中的应用有广泛的前景。

另外，葡萄糖氧化酶电极是问世最早的生物传感器，以其为代表的酶电极也是生物传感器领域的研究热点。酶电极的制备的关键技术就是酶的固定化，即在电极表面覆着一层敏感膜，膜的厚度、致密性、均匀度与分子排列的有序性等因素对酶电极的性能也有一定的影响。但由于生物分子与固体表面结合力弱，易泄露或解脱，稳定性差等原因，使得葡萄糖氧化酶电极的实用性减弱，其灵敏度、检测范围、响应时间、抗干扰能力较差、使用寿命等方面都有待进一步改进，为此需要进一步加固电极表面的葡萄糖氧化酶膜，提高酶电极的性能。

催化生成Au纳米微粒在生物传感器中的应用，是利用Au纳米微粒的催化作用。在GOx酶反应中，金纳米微粒能够迅速从被还原的GOx(FADH₂)获得电子而使GOx重新具有氧化性，加速酶的再生速度，提高酶电极的响应灵敏度。另外纳米金具有良好的生物相容性且导电性好，故可加速GOx与电极间的电子传递，改善酶电极的性能。即测定葡萄糖时的催化反应：

Gox(FAD)+2e^-+2H⁺GOx(FADH₂)（1）

GOx(FADH₂)+O₂GOx(FAD₂⁺)+H₂O₂（2）

Glucose+GOx(FAD)GOx(FADH₂)+Gluconicacid（3）

HAuCl₄+H₂O₂Au+HCl+O₂（4）

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发明内容

本发明的目的是提供一种基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极制备方法。

具体步骤为：

(1)用α-氧化铝抛光粉打磨Pt电极至镜面，然后用二次水冲洗，接着用蒸馏水超声清洗3分钟，然后用1mmol/L的铁氰化钾溶液作底液，循环伏安法扫描电极，扫描电位范围为-0.2~0.6V，当△Ep=Ep₁-Ep₂≤0.08V，即制得备用Pt电极。

(2)取5μL浓度为10~30mg/mL葡萄糖氧化酶滴到步骤(1)制备的备用Pt电极表面，自然凉干，然后放进冰箱4~8小时，以使葡萄糖氧化酶黏合紧密，制得葡萄糖氧化酶修饰的电极。

(3)取250μLpH值为6~7的PBS溶液和50μL质量百分比浓度为1%的HAuCl₄水溶液，两者混匀，接着加50μL十六烷基三甲基氯化铵和500μL浓度为0.01mol/L的葡萄糖，最后加H₂O定溶至5ml，即配制得金生长溶液。

(4)取5μL步骤(3)配制的金生长溶液滴到步骤(2)制得的葡萄糖氧化酶修饰的Pt电极上，凉干后再补滴5μL，重复上述操作5次，然后用二次水冲洗电极，凉干，即制得基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极。

所述α-氧化铝抛光粉的中位粒径为d50=30~50nm。

所述PBS溶液为0.2mol/L的NaH₂PO₄-Na₂HPO₄缓冲溶液。

本发明方法的优点如下：

(1)本发明方法能够制得具有较好的稳定性和重复性，抗干扰能力强，灵敏度高，且工艺简单、成本低，具有很高的实用价值的葡萄糖氧化酶电极，适用于食品或医学卫生等领域中低浓度葡萄糖的检测，具有很高的实用价值，特别是在电化学方面有很好的应用前景。