[发明专利]一种基于磷化钴/血红蛋白修饰的碳布电极的制备方法

说明书

本发明提供了一种基于磷化钴/血红蛋白修饰的碳布电极的制备方法，以硝酸钴、氟化铵和尿素溶解成混合水溶液，将碳布浸入混合水溶液中，加热反应，干燥后得到磷化钴/碳布的前躯体；将磷化钴/碳布的前躯体和次亚磷酸氢钠放在瓷舟的两端，在通有氮气的管式炉中加热，法制备得到碳布/磷化钴；在碳布/磷化钴电极表面滴涂一层血红蛋白溶液，冷干燥后得到带有血红蛋白修饰的碳布；将带有血红蛋白修饰的碳布表面浸洗，即得到基于磷化物/血红蛋白修饰的碳布，最后使用薄铝片作为导电线接触面制备磷化物/血红蛋白修饰的碳布电极。该电极可用于H2O2的检测，其响应时间短、灵敏度高，对H2O2的检测线性范围为2μM～2670μM，且可重复使用。

技术领域

本发明属于电话学生物传感器领域，涉及修饰处理的碳布电机，具体涉及一种基于磷化钴/血红蛋白修饰的碳布电极的制备方法，该方法制得的基于磷化钴/血红蛋白修饰的碳布电极可用于过氧化氢的检测。

背景技术

生物传感器是由固定化的生物敏感材料作为识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性组织)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等)及信号放大装置构成的分析工具或系统，具有接受器与转换器的功能。由于这类传感器响应快、灵敏度高、制作简单而被广泛应用和研究。

过渡金属磷化物是很好的热和电导体，且具有高硬度和高强度以及高的热稳定性和化学稳定性，在催化、电学、数据存储设备、磁制冷系统等领域具有潜在的应用。更为重要的是具有优异的电催化活性及高的选择性，可作为贵金属催化剂的替代品，同时在光催化降解方面表现优异。磷化钴(CoP)是一种重要的过渡金属磷化物，具除了用于催化剂外，还具有较好的电学性能。

碳布(CC)是具有高导电性和良好的可弯曲性，并且碳布作为基体的使用也更容易方便为应用设备中电极的制备。与普通的粗糙基体比较，碳布作为柔性电极基体的使用可以促进在电极材料上电解质的扩散，并且对于离子的运输提供了更多的通道。另外碳布具有优良的导电性，化学稳定性和三维 结构的优点。特别是，在柔性碳布基体可以负载一些电化学活性的纳米材料，进一步制备拥有较大电化学活性的比表面积，高效活性材料的功能化电极，并且与普通固体电极比较具有大规模的传输能力。因此，碳布负载的磷化钴在许多领域中吸引了大量关注。

血红蛋白(myoglobin，Hb)位于肌肉的及细胞中，其功能是可逆地结合氧气，将氧气贮存在肌肉细胞中，从结构上来看，Hb以血红素作为活性中心，与一些以血红素为辅基的酶(如辣根过氧化物酶、细胞色素等)的结构相似，含有一个供底物结合的空缺配位点。因此Hb常作为研究酶结构与功能关系的模型化合物。Hb表现出的生理功能及参与的代谢过程，大多数涉及电子转移过程。因此常用电化学方法研究Hb的氧化还原反应及类酶性质。同时，Hb由于相对易得，是研究血红素蛋白质和酶的电子传递反应的理想模型物；但由于Hb与固体电极之间的直接电子转移速率较缓慢，不得不借助于媒介体或促进剂进行研究。

过氧化氢(H2O2)在食品工业、临床应用、环境分析等领域有着广泛的应用。同时，它也是包括葡萄糖氧化酶、尿酸酶、胆固醇氧化酶、醇氧化酶、肌氨酸氧化酶、半乳糖氧化酶以及L-氨基酸氧化酶等在内的一系列酶促反应的重要副产物。因此，发展可靠、灵敏、快速、低成本的H2O2检测方法具有重要意义。目前，H2O2检测方法包括滴定法、光谱法、荧光法、化学发光法、色谱法及电化学法。其中电化学法，尤其是基于各种过氧化物酶和血红蛋白的电流型生物传感器研究最为广泛，该方法检测H2O2具有简单、方便、成本低和速度快等优点，受到了广泛关注。

发明内容