[发明专利]一种检测胆固醇的酶生物传感器及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种检测胆固醇的酶生物传感器，由丝网印刷电极及吸附在所述丝网印刷电极的物质识别酶膜组成，所述物质识别酶膜由胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶、聚乙烯醇、壳聚糖、碳纳米管混合制备而成；所述传感器的制备方法包括通过静电纺丝技术制备所述修饰后的丝网印刷电极，即胆固醇氧化酶/胆固醇酯酶/聚乙烯醇/壳聚糖/碳纳米管/丝网印刷电极；再将所述修饰后的电极置于戊二醛蒸汽中交联；所述传感器在胆固醇检测上的应用；该传感器以电子检测为手段，无需标记，灵敏度高、特异性强，操作简单，可应用于胆固醇的快速、灵敏检测，回收率在97.81％‑99.97％，稳定性高，可重复性高。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，尤其涉及一种检测胆固醇的酶生物传感器及其制备方法与应用。

背景技术

胆固醇是构成动物组织细胞膜的重要组成成分，而且也是合成胆汁酸、维生素D及甾体激素的原料。血清中比较正常的胆固醇水平为120～200mg/dL(3.1～5.2mmol/L)，游离的胆固醇不到10％。胆固醇过高会威胁人体的健康，如冠心病、糖尿病、高血压等均与高胆固醇有密切关系。每增加1％的血浆总胆固醇浓度，心血管疾病的危险性就会升高约2％。常用于胆固醇的检测方法包括热学测定法、分子发光法、比色法、电化学法。目前研究较多的是检测胆固醇的酶生物传感器法。其中，电化学酶生物传感器是一种将电化学分析方法与酶生物技术相结合的生物传感器，既拥有酶的专一催化性，又具备生物传感器灵敏、快速、操作简便的优点，在食品安全与营养成分检测方面显示出广阔的应用前景。

然而现有技术中的检测胆固醇的酶生物传感器灵敏度和特异性较低，如何建立一种灵敏、快速、简便、特异性高且经济的检测方法成为迫待解决的问题，因此，针对血清或者食物样品，设计出简单、高选择性、低成本、快速和高灵敏的胆固醇方法仍然极具临床意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种检测胆固醇的酶生物传感器及其制备方法与应用，该检测胆固醇的酶生物传感器以电子检测为手段，无需标记，灵敏度高、特异性强，易于集成化，且操作简单、方便携带，可应用于胆固醇的快速、灵敏检测。

本发明是这样实现的：

本发明的目的之一在于提供一种检测胆固醇的酶生物传感器，由丝网印刷电极及吸附在所述丝网印刷电极表面的物质识别酶膜组成，所述物质识别酶膜由胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶、聚乙烯醇、壳聚糖、碳纳米管混合制备而成。本发明的目的之二在于提供一种检测胆固醇的酶生物传感器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、碳纳米管的前处理：碳纳米管用浓硫酸和浓硝酸的混合液浸泡氧化处理后，用蒸馏水冲洗后烘干；

步骤2、纺丝液的制备：称取聚乙烯醇溶解于N、N-二甲基甲酰胺，配制20％的聚乙烯醇溶液，同时配制4％的壳聚糖溶液；将所述聚乙烯醇与壳聚糖以2:1的质量比混合，磁力搅拌，加入胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶和所述步骤1处理好的碳纳米管，混合均匀，获得纺丝液；

步骤3、丝网印刷电极的前处理：制备丝网印刷电极，并用砂纸打磨抛光，然后用去离子水冲洗；再依次放入50％HNO₃水溶液和50％乙醇水溶液中超声后，用蒸馏水冲洗，晾干；

步骤4、复合纳米纤维的制备：将所述步骤2所得的电纺液注入静电纺丝装置的注射器中设置仪器参数，以所述步骤3所得的丝网印刷电极为接受器，将所述胆固醇氧化酶/胆固醇酯酶/聚乙烯醇/壳聚糖/碳纳米管复合纳米纤维电纺于所述丝网印刷电极表面；

步骤5、将所述修饰后的丝网印刷电极置于戊二醛蒸汽中交联后，置于Nafion溶液交联2.5～8h后，置于2.5％Nafion溶液中5-15min，室温晾干即可。

本发明的目的之三在于提供所述的酶生物传感器在胆固醇检测方面的应用，先根据配置好的一系列梯度浓度的胆固醇标准品溶液，制作胆固醇浓度对电流响应值的标准曲线；再检测待测样品中的电流响应值，通过标准曲线获得待测样品中胆固醇的浓度。