[发明专利]一种磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器的制备方法，其特征在于：

所述磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器具体包括表面修饰酪氨酸酶/磷掺杂MXene/壳聚糖的玻碳电极；

所述磷掺杂MXene的制备过程如下：将MXene材料与含磷前驱体按质量比0.1 ~ 1：1混合；研磨，置于保护气中进行热处理，制得磷掺杂MXene材料；所述磷掺杂MXene中磷元素原子掺杂含量为总原子数的0.1%~10%；

所述含磷前驱体具体为三苯基膦、磷酸或磷酸盐中的一种；

所述MXene材料包括Ti₃C₂、Ti₂C和Ti₃CN中的一种或几种的组合；

具体步骤如下：

（1）配置酪氨酸酶溶液：使用浓度为1~100mmol/L、pH为3.5~9.5的磷酸缓冲溶液，配置浓度为1~10mg/mL的酪氨酸酶溶液；

（2）配置磷掺杂MXene溶液：使用水为溶剂，配置浓度为1~10mg/mL的MXene溶液，对其超声0.5 h以上；

（3）配置壳聚糖溶液：使用水为溶剂，配置浓度为1~10mg/mL的壳聚糖溶液，对其超声0.5 h以上；

（4）制备酪氨酸酶/磷掺杂MXene/壳聚糖的混合溶液：将步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）制备所得溶液混合，混合方式为搅拌或超声，混合时间为10 min以上，最终混合溶液中酪氨酸酶浓度为1~10mg/mL，磷掺杂MXene浓度为0.1 ~ 10mg/mL，壳聚糖浓度为1~10mg/mL；

（5）制备表面修饰酪氨酸酶/磷掺杂MXene/壳聚糖的玻碳电极：取2~20μL的步骤（4）中的酪氨酸酶/磷掺杂MXene/壳聚糖的混合溶液，滴于已经抛光的玻碳电极表面，氮气干燥，得到酪氨酸酶生物传感器。

2.根据权利要求1所述磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器的制备方法，其特征在于所述磷掺杂MXene制备具体如下：将MXene材料与含磷前驱体按质量比0.02~1：1充分混合，随后研磨0.1~2h，在惰性气体保护器中300~1000℃下热处理1~12h，保护气的流速为20 ~200mL/min，制得磷掺杂MXene材料。

3.根据权利要求2所述磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器的制备方法，其特征在于：所述磷掺杂MXene的制备还包括除去剩余含磷前驱体的步骤；具体为用去离子水或乙醇洗涤去除剩余的前驱体。

4.根据权利要求3所述磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器的制备方法，其特征在于：所述MXene材料是由MAX相材料通过与HF溶液的刻蚀反应制得，具有类石墨烯的二维层状结构的材料。

5.采用权利要求1-4之一方法制备所得磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器。

6.权利要求1方法制备所得磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器的应用，其特征在于：将其应用于儿茶酚，即邻苯二酚的检测；具体步骤如下：以所述的酪氨酸酶生物传感器作为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，铂电极为对电极，建立三电极系统，将所述三电极系统与电化学工作站连接，将工作电极的检测端置于待测溶液中，通过电化学工作站检测出待测溶液中进行电化学反应时的还原电流大小，然后根据邻苯二酚的浓度与还原电流变化的线性回归方程，即定性或定量地测定待测溶液中的邻苯二酚。

7.根据权利要求6所述磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器的应用，其特征在于所述邻苯二酚浓度与还原电流变化的线性回归方程具体为：P=1.9743×10^-7+0.4584C；其中，P为邻苯二酚检测时的电流变化值，单位为A；C为待测溶液中邻苯二酚的浓度值，单位为mol/L；

所述邻苯二酚的线性检测范围为1.0×10^-7~3.6×10^-5mol/L，检测下限为5nmol/L。

8.根据权利要求6所述磷掺杂MXene修饰电极的酪氨酸酶生物传感器的应用，其特征在于：所述三电极系统检测待测溶液时用到的电解液具体为pH值为4~9的磷酸盐缓冲溶液。