[发明专利]一种快速检测乙醇的电极系统及使用电极系统对乙醇检测的方法

说明书

本发明提供了一种快速检测乙醇的电极系统及使用电极系统对乙醇检测的方法，该电极系统包括直接酶电极和辅助酶电极，在乙醇测定时，直接酶电极与辅助酶电极同时使用；检测方法包括将直接酶电极和辅助酶电极安装于生物传感分析仪，运行仪器；抗干扰性能检测；抗干扰系数计算；仪器定标；样品测定。在测定过程中，直接酶电极和辅助酶电极配合使用，具有抗干扰性强的优点；对乙醇检测的方法简单、易于操作、准确度高；用于乙醇检测的装置具有易于操作的优点。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，具体涉及一种快速检测乙醇的电极系统及使用电极系统对乙醇检测的方法。

背景技术

乙醇的检测方法较为成熟，以GC法、GCMS法、酒精计法、氧化还原滴定法、分光光度法及生物传感器法最为广泛，其中，GC法和GCMS法是公认的最为准确的检测方法，通常在对乙醇含量测定要求较高的情况下使用，酒精计法是在发酵过程中常用的方法，对酒精的含量进行实时监测使用；氧化还原滴定法、分光光度法、电化学法和生物传感器法由于相对于GC法和GCMS法的成本低且检测结果能够满足实验室需求，因此，在实验室中使用较为广泛。

随着对乙醇检测准度的要求逐渐提高，实验室法的改进成为研究的重点，以生物传感器法和电化学法的研究最多，这是由于这两种方法在对乙醇检测时不需要对样品进行预处理，检测方法简单、数据获取快。

生物传感器法相较于电化学法具有更强的优势，这源于生物传感器法是通过电流信号变化进行乙醇含量分析，现有的生物传感器法在对乙醇检测时，使用乙醇氧化酶固定于核微孔基质膜制成乙醇酶膜，然后将乙醇酶膜安装在过氧化氢电极表面作为直接酶电极并安装在生物传感器上，对食品中的乙醇含量进行检测；在该方法中，由于乙醇酶酶膜卡接在基础电极表面，因此，电子转移需要经过二次传导才能到生物传感器，影响了电信号相应速度，使检测时间变长；另外，现有的测定过程中需要工作电极、辅助电极和参比电极同时置于溶液中参与测定过程，使得溶液中的电极量多，且每次开机运行均需要进行校准，影响工作效率。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种快速检测乙醇的电极系统及使用电极系统对乙醇检测的方法，该电极系统包括直接酶电极和辅助酶电极，在测定过程中，直接酶电极和辅助酶电极配合使用，具有抗干扰性强的优点；对乙醇检测的方法简单、易于操作、准确度高；用于乙醇检测的装置具有易于操作的优点。

本发明的技术方案如下：

一种快速检测乙醇的电极系统，该电极系统包括直接酶电极和辅助酶电极，在乙醇测定时，直接酶电极与辅助酶电极同时使用；

所述直接酶电极的制备方法，如下：

(1)制备电极探头Ⅰ：使用绝缘材料将工作块和参比块集成为整体，形成柱状电极探头Ⅰ，备用；

(2)电极探头Ⅰ的修饰：在步骤(1)获得的电极探头Ⅰ表面采用超声纳米雾化喷涂方式包覆纳米氧化石墨烯层，然后室温真空干燥，完成电极探头Ⅰ修饰；

氧化石墨烯表面具有大量含氧基团，具有很好的溶剂溶解度和聚合物亲和性；通过使用氧化石墨烯包覆电极探头Ⅰ，在电极探头Ⅰ表面形成一种核壳结构的导电网络，更好的为离子、电子的迁移提供通道，提高电极材料的导电性能；另一方面雾化喷涂的石墨烯层极薄，分散性好，没有团聚，有效解决石墨烯在溶液中生物相容性差的问题，同时石墨烯的大表面积、多孔性为酶提供较好的微环境，从而保持酶的活性；

(3)电极探头Ⅰ的固定化：将步骤(2)修饰后的电极探头Ⅰ置于超净台，取5-10U乙醇氧化酶、4％血红蛋白5-10μl、30％甘油1-3μl、混匀，静置2-5min，获得溶液A；然后向溶液A中加入2％戊二醛2-6μl，涡旋混匀10-25秒，获得溶液B，取溶液B 5-20μl在1min之内喷涂于修饰后的电极探头Ⅰ表面，室温静置固化30-60min，完成电极探头Ⅰ的固定化，使电极探头Ⅰ表面固定化乙醇氧化酶层；