[发明专利]一种纳米酶电极在检测邻苯二酚中的应用

说明书

本申请公开了一种纳米酶电极在检测邻苯二酚中的应用。所述纳米酶电极的电极基体上修饰有金属有机框架材料，所述金属有机框架材料的骨架含有卟啉环。所述纳米酶电极实现对待测溶液中含邻苯二酚的检测，该纳米酶电极具有高的灵敏度、选择性和宽的线性范围，而且制作简单、成本低。

技术领域

本申请涉及一种纳米酶电极、生物传感器及其制备方法与应用，属于生物传感器技术领域。

背景技术

邻苯酚是一类重要的酚类化合物，广泛的应用于化工材料的合成，同时也是一种对人体和环境危害较大的物质，因此实现对其快速有效的检测就显得非常重要。传统的对邻苯二酚的检测主要有高效液相色谱、荧光法、分光光度法和毛细管电泳法，但是这些方法都普遍存在着耗时长、设备贵、操作繁琐等缺点。相比于这些方法，电化学传感器法以其响应快、成本低、操作简单、分析速度快、灵敏度高、选择性好等优点越来越受到人们的重视。

有关电化学传感器检测邻苯二酚的研究已有很多报道。其中酶基传感器是一种应用比较广泛的生物传感器，酶基传感器具有灵敏度高、专一性强、检测限低、选择性好、操作简单、便于携带和室外在线连续监测等优点，是最早实现商品化的一类生物传感器。Tu等人将辣根过氧化物酶固定琼脂糖/碳纳米管复合物修饰电极上，构建了一种新型的安培生物传感器用于邻苯二酚检测。Shunich等人基于L-抗坏血酸和酪氨酸酶构建了酶基邻苯二酚传感器。但是由于传统酶价格昂贵且稳定性受温度、PH等外界条件影响严重，在酶的固定过程中很容易失活，导致了传统酶基传感器很难有广泛的应用。随着纳米材料开发和成熟应用，新型纳米酶自2007年发现以来得到广泛的应用。金属有机框架材料(MOFs)是由金属离子和有机配体形成的多孔晶体材料，已报道过的PA-Tb-Cu MOF和Fe-MIL-88NH2 MOF材料都具有纳米酶的特性。MOFs具有大的比表面积、特殊的孔隙结构、高稳定性以及结构更丰富特点。基于这些显著的特性使其在电化学传感器方面得到了广泛的应用。但目前适用于检测邻苯二酚的纳米酶电极未见报道。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种纳米酶电极在检测邻苯二酚中的应用，所述纳米酶电极的电极基体上修饰有金属有机框架材料，所述金属有机框架材料的骨架含有卟啉环，由于卟啉环的存在，当该电极作为工作电极时，待测溶液中的邻苯二酚，可快速扩散到电极的空隙中，致使电极电流发生变化，从而实现对待测溶液中邻苯二酚的检测，该纳米酶电极具有高的灵敏度、选择性和宽的线性范围，而且制作简单、成本低。

可选地，具体包括以下步骤：

以所述纳米酶电极作为工作电极，将所述工作电极部分或全部插入待测溶液中，所述待测溶液中包括所述邻苯二酚；

检测所述工作电极的电流信号，并根据所述电流信号确定所述待测溶液中邻苯二酚的浓度。

可选地，所述金属有机框架材料的金属中心选自第ⅣB族金属元素，优选锆。

可选地，所述骨架含有四(4-羧基苯基)卟啉、四-苯基卟啉、四(4-羟基苯基)卟啉中的至少一种；

可选地，所述金属有机框架材料的制备方法包括：

对含有配体、连接剂、锆源的混合液进行反应，得到所述金属有机框架材料；

其中，所述配体为含卟啉环的化合物；所述含卟啉环的化合物选自四(4-羧基苯基)卟啉、四-苯基卟啉、四(4-羟基苯基)卟啉中的至少一种；

所述连接剂为带羧基的芳香族化合物；

所述带羧基的芳香族化合物选自苯甲酸、对甲基苯甲酸中的至少一种。

可选地，所述混合液的溶剂优选DMF。

可选的，所述电极基体可以为玻碳电极、金电极、铂电极等导电电极。

可选地，所述金属有机框架材料通过成膜物固定在所述电极基体上；