[发明专利]一种掺杂石墨烯的酶生物传感器及其制备与在检测苯酚中的应用

权利要求书

1.一种掺杂石墨烯的酶生物传感器，其特征在于：由参比电极、对电极及修饰后的工作电极组成，所述修饰后的工作电极由工作电极及固化在工作电极表面的物质识别膜组成，其中，所述物质识别膜主要由掺杂石墨烯复合材料、多酚氧化酶、牛血清白蛋白以及戊二醛制备而成；

所述掺杂石墨烯复合材料通过以下方法制备得到：

(a)在水中，将氧化石墨烯与苯胺混匀；在氧化剂的作用下酸性介质中，苯胺在氧化石墨烯表面发生聚合反应，得到聚苯胺-氧化石墨烯复合物；

(b)将聚苯胺-氧化石墨烯复合物进行煅烧，获得氮掺杂石墨烯复合材料即掺杂石墨烯复合材料。

2.根据权利要求1所述掺杂石墨烯的酶生物传感器，其特征在于：所述掺杂石墨烯复合材料：多酚氧化酶：牛血清白蛋白：戊二醛的质量比为(2.5～12.5)mg：(15～35)mg：(2.5～7.5)mg：(0.005～0.018)mg。

3.根据权利要求1所述掺杂石墨烯的酶生物传感器，其特征在于：所述氧化石墨烯与苯胺的质量体积比为(50～200)mg：0.5mL；所述煅烧是指先在400～500℃下煅烧，后在700～800℃继续煅烧。

4.根据权利要求1所述掺杂石墨烯的酶生物传感器，其特征在于：所述氧化剂为过硫酸铵，所述酸性介质为盐酸，所述氧化剂与酸性介质的摩尔比为(2～2.5)：1，苯胺与酸性介质的体积比为1:(10～20)；酸性介质以水溶液的形式加入，酸性介质的浓度为0.5mol/L；所述聚合反应的温度为4～10℃，聚合反应的时间为6～12h；

所述煅烧的氛围为保护性氛围，所述保护性氛围为氮气或惰性气氛；所述煅烧的时间为1.5～2.5小时，所述继续煅烧的时间为0.5～1.5小时。

5.根据权利要求1所述掺杂石墨烯的酶生物传感器，其特征在于：步骤(a)的具体步骤为将氧化石墨烯在水中超声剥离，加入苯胺超声分散均匀；然后低温下，加入氧化剂与酸性介质的混合物，反应，获得聚苯胺-氧化石墨烯复合物。

6.根据权利要求1～5任一项所述掺杂石墨烯的酶生物传感器的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：

(1)对基底电极进行表面预处理；

(2)将掺杂石墨烯复合材料分散在水中，获得掺杂石墨烯复合材料分散液；将掺杂石墨烯复合材料分散液滴加到基底电极的表面，晾干或烘干；

(3)采用PBS溶液将多酚氧化酶配置成溶液，获得多酚氧化酶溶液；然后滴加到步骤(2)的电极表面，室温晾干；

(4)采用PBS溶液将牛血清白蛋白配置成溶液，获得牛血清白蛋白溶液；将牛血清白蛋白溶液与戊二醛水溶液混匀，获得混合溶液；然后滴加到步骤(3)的电极表面，室温晾干，得到掺杂石墨烯的酶修饰工作电极；

(5)将酶修饰工作电极与参比电极和对电极组成三电极体系，得到掺杂石墨烯的酶生物传感器。

7.根据权利要求6所述掺杂石墨烯的酶生物传感器的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述掺杂石墨烯复合材料分散液的浓度为2.5～12.5mg/mL；步骤(3)中所述多酚氧化酶溶液的浓度为15～35mg/mL；多酚氧化酶溶液是采用PBS溶液配制；

步骤(4)中所述牛血清白蛋白溶液的浓度5～15mg/mL，牛血清白蛋白溶液是采用PBS溶液配制的；步骤(4)中所述戊二醛水溶液的浓度1.0～3.5wt％。

8.根据权利要求6所述掺杂石墨烯的酶生物传感器的制备方法，其特征在于：

所述掺杂石墨烯复合材料分散液：多酚氧化酶溶液：混合溶液滴加量的体积比为1:1:1；

步骤(4)中所述掺杂牛血清白蛋白溶液和戊二醛水溶液的体积比为1:1。