[发明专利]碳包覆磁性铁氧体修饰的葡萄糖传感器酶电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于碳包覆磁性铁氧体修饰的葡萄糖传感器酶电极的制备方法，涉及电化学传感技术领域。本发明提供了一种新型制备碳包覆磁性铁氧体的方法，并将其运用在制作葡萄糖传感器酶电极中，基于碳包覆磁性铁氧体具有比表面积大、生物相容性好的特点，采用碳包覆磁性铁氧体修饰酶电极有利于葡萄糖氧化酶的固定，增加电极表面酶的负载量；同时，本发明采用磁性功能化石墨，其表面颗粒具有粒径小、导电性好、吸附能力强的特点，减少了葡萄糖氧化酶活性中心与电极之间的距离，有利于电子快速传递。本发明提供的葡萄糖传感器酶电极在应用中具有性能稳定、灵敏度高的优势，可广泛应用于临床、医药以及食品工业等领域。

技术领域

本发明属于电化学传感技术领域，具体为一种基于碳包覆磁性铁氧体修饰的葡萄糖传感器酶电极的制备方法。

背景技术

葡萄糖是动植物体内碳水化合物的主要组成部分，其定量测定在生物化学、临床化学和食品分析中具有重要的地位。葡萄糖传感器是生物传感器领域研究最多的生物传感器。目前以葡萄糖氧化酶为基础的酶电极葡萄糖传感器正受到越来越广泛的关注。

葡萄糖氧化酶酶(GOx)是一种能对β-D-葡萄糖进行专一性催化的高分子物质。利用其高催化活性和生物分子识别的特点，GOx常被选为葡萄糖传感器中首选的活性物质，具体机理为：葡萄糖氧化酶酶(GOx)氧化葡萄糖为葡萄糖酸，并且放出电子，同时溶液中的氧气被还原为过氧化氢，通过检测生成的过氧化氢能够反映葡萄糖的含量。

现有技术中，将葡萄糖氧化酶酶(GOx)固定在具有生物相容性的电极表面可发生一个相当快的电子传递反应，利用该电子传递性质可以对底物分子进行电化学测定。然而，葡萄糖氧化酶酶(GOx)的氧化还原活性中心黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)被包埋在一层厚厚的蛋白质中，不能接近电极表面，难以实现黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)与电极间的快速的电子传递。因此如何对电极表面进行修饰和处理，在实现固定葡萄糖氧化酶的同时，能够减小葡萄糖氧化酶酶(GOx)的活性中心与电极表面之间的距离，进而实现黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的快速电子传递，成为葡萄糖传感器应用需要解决的技术问题。

发明内容

鉴于克服现有技术的不足，本发明提供一种基于碳包覆磁性铁氧体修饰的葡萄糖传感器酶电极的制备方法，该制备方法制得的葡萄糖传感器酶电极能够实现黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)与电极间的快速的电子传递，具有线性范围广、性能稳定、灵敏度高、生物相容性好的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于碳包覆磁性铁氧体修饰的葡萄糖传感器酶电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤A：制备碳包覆磁性铁氧体；

A1：将草酸亚铁溶解于酸溶液中制得草酸亚铁酸性溶液，在惰性气体氛围下搅拌均匀，并逐滴加入三乙胺至溶液颜色不再加深为止，继续搅拌至溶液中产生墨绿色颗粒，得到第一混合溶液；

A2：将氧化石墨经超声处理溶解于去离子水中制得氧化石墨溶液；将所述第一混合溶液与氧化石墨溶液混合制得第二混合溶液，在惰性气体氛围下搅拌6～24小时，然后将溶液滤出后充分洗涤磁性产物，将所述磁性产物在真空条件下进行高温处理，制得碳包覆磁性铁氧体；

步骤B：制备葡萄糖传感器酶电极；

将步骤A制得的碳包覆磁性铁氧体溶解于去离子水中制得碳包覆磁性铁氧体悬浮液，然后将碳包覆磁性铁氧体悬浮液滴蘸在经过预处理的工作电极上，常温条件下在惰性气体氛围中进行干燥处理；然后将葡萄糖氧化酶溶解于pH缓冲液配制得到葡萄糖氧化酶溶液，所述pH缓冲液的pH值为6.8～7.4，采用物理吸附法将葡萄糖氧化酶固定在所述工作电极上，经干燥处理得到葡萄糖传感器酶电极。

本发明中步骤A中酸溶液的pH值为3～6，优选为pH＝4的酸溶液；具体组成可以包括稀盐酸、稀硫酸等。