[发明专利]用于检测酚类污染物的高分子膜电极及其制备方法

说明书

本案涉及一种用于检测酚类污染物的高分子膜电极及其制备方法，首先对玻碳电极表面进行抛光预处理，以多酚氧化酶溶液为基底，采用呼吸图法滴加高分子聚合物溶液，通过电荷‑两亲性双驱动自组装制得用于检测酚类污染物的高分子膜电极。本发明制备方法简单，成本低；可选择单体多，可用于对多种酚类化合物进行定量分析，使用范围广；在成膜过程中，形成多孔结构的高分子膜，有利于暴露更多的酶活性中心与待测目标物接触；具有反应速度快、检测下限低且检测范围宽的优点；制得的电化学生物传感器灵敏度高、选择性和稳定性好，可用于水体环境中酚类物质检测。

技术领域

本发明属于电化学领域，具体为一种用于检测酚类污染物的高分子膜电极及其制备方法。

背景技术

在炼油、造纸、塑料、陶瓷、纺织等工业产生过程中，所产生的工业废水中往往会含有酚类物质，这些有机酚类物质若排放到周围环境中，即使是痕量的酚类有机物，也会对周围水生生物的生长与繁殖造成毒害作用，同时也会污染饮用水源，危害人体健康。因此，有必要控制周围水体环境中的酚类物质含量，而其中酚类物质的检测尤为重要，通过检测可监测水体环境的安全状况。目前，传统的酚类物质的检测方法都是基于色谱法和分光光度法而建立的，但这两种方法都需要使用大型分析仪器，连续性不好，预处理繁琐，成本较高。建立一种快速、简易的酚类物质检测方法，对环境监测工作而言，显得意义重大。

随着电化学传感器技术的发展，研究人员开始探索电化学传感器在环境监测中的应用，并将其应用于目标物质的检测中。目前，将酶电化学传感器应用于天然水体中酚类物质的检测，正得到越来越多的研究。专利CN102928488B公开了一种酶电化学生物传感器检测水体环境中酚类化合物的方法，该方法所采用的传感器是将络氨酸酶固载到新型离子液体改性的介孔碳复合材料上制备而得的。其中需用到有序介孔碳材料，可起到固定酶分子的作用，但该有序介孔碳材料制备步骤复杂。专利CN102680547B公开了一种用于检测水中酚类物质的电极及其制备方法，其中所涉及的电化学传感器是以硼掺杂的金刚石薄膜为电极基底，其表面再以纳米金刚石粒子与络氨酸酶共同修饰制备得到的。专利CN109628545A公开了一种用于检测高浓度酚类物质的细菌漆酶传感器。在制备细菌漆酶传感器的方法中，所用的修饰电极混合液为多壁碳纳米管-壳聚糖-ABTS溶液，其中所涉及的专有细菌漆酶CotA的表达获取步骤复杂。

由前述可知，目前在制备酶电化学传感器过程中存在的问题是制备步骤复杂，且在制备过程中用到诸多试剂和材料才能达到酶固载化的目的，对环境污染较大。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明旨在构建一种制备步骤简单、易于操作，且灵敏度高、选择性高、稳定性好的用于水体环境中酚类物质检测的酶电化学传感器。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于检测酚类污染物的高分子膜电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：对玻碳电极表面进行抛光预处理；

步骤二：将多酚氧化酶溶解于磷酸缓冲溶液中，得到浓度为1mg/mL的多酚氧化酶溶液，在温度为0-4℃的环境中冷藏待用；

步骤三：将超支化两亲性嵌段共聚物溶解于三氯甲烷中，得到高分子聚合物溶液，在温度为0-4℃的环境中冷藏待用；

步骤四：取步骤二的多酚氧化酶溶液滴加至步骤一的玻碳电极表面，室温下干燥至电极表面形成一层多酚氧化酶溶液膜；

步骤五：取步骤三的高分子聚合物溶液滴加至步骤四所得电极所形成的多酚氧化酶溶液膜表面上，并迅速转移至恒温恒湿箱中，静置，直至电极表面即形成一层均匀的含有多酚氧化酶的高分子聚合物膜，最终制得用于检测酚类污染物的高分子膜电极。

进一步地，在上述方案中，所述步骤一中，玻碳电极预处理步骤为：分别采用0.2-0.5μm和0.02-0.05μm的氧化铝粉对玻碳片进行打磨抛光，分别用乙醇和蒸馏水超声清洗2-3min，晾干待用。