[发明专利]一种血红蛋白和介孔碳-金纳米星复合材料修饰电极的制备方法和应用

说明书

本发明了涉及一种血红蛋白（Hb）与介孔碳‑金纳米星（C‑AuNS）复合材料修饰电极的制备方法及其应用，所述制备方法包括以下步骤：（1）取适量C‑AuNS溶液滴涂在CILE表面，在室温条件下避光自然晾干得C‑AuNS/CILE电极；（2）取适量Hb溶液滴涂在C‑AuNS/CILE电极表面，在室温条件下避光自然晾干得Hb/C‑AuNS/CILE电极；（3）取适量Nafion乙醇溶液滴涂在Hb/C‑AuNS/CILE电极表面，室温下避光晾干后，即得Nafion/Hb/C‑AuNS/CILE电极。本发明制得的修饰电极对三氯乙酸电催化还原效果良好，线性范围宽，检测限低，灵敏度高，可很好应用于检测这种物质在目标物中含量。

技术领域

本发明属于纳米复合材料和电化学分析技术领域，具体涉及一种用于检测三氯乙酸的修饰电极的制备方法和应用。

背景技术

生物传感器是将生物材料、生物衍生材料或生物模拟材料与各种物理化学传感器或传感微系统密切结合起来的一类分析器件。生物传感器是在研究化学传感器的基础上发展起来的，同时结合生物、化学、物理、医学和电子等多种技术的高新技术学科，已经成为目前研究非常活跃的一门交叉学科。传感器有两个特征功能化元件：识别元件是用来与目标分析物选择性或特异性结合，换能元件用来把结合反应信号化。高效的传感器对识别元件和换能元件的要求较高，其性能可以影响到识别过程的响应时间、信噪比（S/N）选择性、检测限（LOD）等参数，目前许多新材料都被用于改进和提高传感性能参数。

电化学生物传感器是生物传感器的一种，它是指以生物材料作为敏感元件，各种电极（固体电极、离子选择性电极等）作为转换元件，以电流、电导、电位、电阻或电容等为特征电化学检测信号的传感器，因此电化学生物传感器又叫做生物电极。自从Clark和Lyon等人首次提出将酶与生物电极结合的报道之后，Updike和Hicks等人报道了将葡萄糖氧化酶用聚丙烯酰胺凝胶膜固定在氧电极的表面制备出第一支酶电极。此后关于电化学生物传感器和酶电极方面的研究迅猛发展，相关报道一直占领生物传感器的主导地位。电化学生物传感器不仅具有电化学分析速度快、灵敏度高等优势，还结合了生物识别的特异性和选择性高等特点，是一种快速的可直接获取复杂体系相关信息的分析工具，在生物技术、医药工业、环境分析、临床检测和食品工业等众多领域均有广泛的研究与应用。

三氯乙酸（TCA）是有机卤素环境污染物之一，它也被广泛应用于农业和公共安全领域，如经常存在于用次氯酸消毒过的饮用水中。对三氯乙酸的毒理学研究表明，它能够导致生物体内的肺肿瘤，也可以造成癌症和影响人类生殖功能。因此世界卫生组织明确规定水环境中三氯乙酸的安全存在量为100 μg L^-1。

综上，研发一种修饰电极，对三氯乙酸这种物质能快速且准确检测显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种血红蛋白和介孔碳-金纳米星复合材料修饰电极的制备方法及其应用，所制得的修饰电极对三氯乙酸电催化还原效果良好，表现出线性范围宽，检测限低，灵敏度高等优点，可很好应用于检测物质在目标物中的含量。

本发明提供一种介孔碳-金纳米星复合材料和血红蛋白的修饰电极，其特征在于该电极内向外依次包括基底电极（CILE）、介孔碳-金纳米星（C-AuNS）涂层、血红蛋白（Hb）涂层、Nafion涂层，即Nafion/Hb/C-AuNS/CILE电极。

本发明提供一种电化学生物传感器件，其特征在于以本发明上述血红蛋白和介孔碳-金纳米星复合材料修饰电极作为工作电极，优选以Nafion/Hb/C-AuNS/CILE电极作为工作电极。

本发明提供上述血红蛋白和介孔碳-金纳米星复合材料修饰电极（优选Nafion/Hb/C-AuNS/CILE电极）的制备方法，其特征在于包括如下步骤：