[发明专利]一种金纳米棒和肌红蛋白修饰电极及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种金纳米棒和肌红蛋白修饰电极及其制备方法与应用，所述金纳米棒和肌红蛋白修饰电极的制备方法包括如下步骤：(1)取适量AuNRs溶液滴涂在CILE基底电极表面，室温条件下避光自然晾干，得到AuNRs/CILE电极；(2)取适量Mb溶液滴涂在AuNRs/CILE电极表面，在室温下避光自然晾干，得到Mb/AuNRs/CILE电极；(3)取适量Nafion乙醇溶液滴涂在Mb/AuNRs/CILE电极表面，在室温下避光晾干后，即得到Nafion/Mb/AuNRs/CILE电极。

技术领域

本发明涉及生物电化学及电化学传感技术领域，尤其涉及一种金纳米棒和肌红蛋白修饰电极及其制备方法与应用。

背景技术

生物传感器是生物材料、生物衍生材料或生物模拟材料，与各种物理化学传感器或传感微系统密切结合起来的一类分析器件。生物传感器是在研究化学传感器的基础上发展起来的，同时结合生物、化学、物理、医学和电子等多种技术的高新技术学科，已经成为目前研究非常活跃的一门交叉学科。传感器有两个特征功能化元件；一个识别元件用来与目标分析物选择性或特异性结合，一个换能器元件用来把结合反应信号化。当涉及到识别过程的响应时间、信噪比(S/N)选择性、检测限(LOD)等参数时，一个高效的的传感器非常依赖这两个元件，因此设计高效的传感器依赖于新材料改进识别和换能过程。

电化学生物传感器是生物传感器的一种，它是指以生物材料作为敏感元件，电极(固体电极、离子选择性电极)作为转换元件，以电流、电导、电位、电阻或电容等特征检测信号的传感器，因此电化学生物传感器又叫做生物电极。自从Clark和Lyon等人首次提出将酶与生物电极结合的报道之后，Updike和Hicks等人报道了将葡萄糖氧化酶用聚丙烯酰胺凝胶膜固定在氧电极的表面进而出现了第一支酶电极。此后关于电化学生物传感器和酶电极方面的研究迅猛发展，多年来一直占领生物传感器的主导地位。电化学生物传感器具有独特的特点，它不仅结合了化学电分析速度快、灵敏度高等优势，还有生物识别的特异性、选择性高等特点，是一种快速的可直接获取复杂体系相关信息的分析工具，在生物技术、医药工业、环境分析、临床检测和食品工业等众多领域均有电化学生物传感器的研究与应用。

肌红蛋白(myoglobin,Mb)存在于肌细胞中，其相对分子量约为17800，等电点为6.8，其主要功能是储存氧和载氧，它是由单一的多肽键(珠蛋白)和血红素构成，肽链由150～160个氨基酸残基组成。蛋白质的肽链绕成一个似球状结构，极性的氨基酸残基几乎全部存在于分子表面，使Mb具有水溶性；而非极性的氨基酸残基分布在分子的内部，使内部出现了疏水性空穴，空穴中包埋着血红素。

三氯乙酸(TCA)是有机卤素环境污染物之一，它也被广泛应用于农业和公共安全领域，如经常存在于用次氯酸消毒过的饮用水中。对三氯乙酸的毒理学研究表明，三氯乙酸能够导致生物体内的肺肿瘤，也可以造成癌症和影响人类生殖功能。因此世界卫生组织明确规定水环境中三氯乙酸的安全存在量为100μg L^-1。亚硝酸盐是剧毒物质，成人摄入0.2～0.5克即可引起中毒，超过3克即可致死。它还是一种致癌物质，如食道癌与患者摄入的亚硝酸盐量呈正相关性，在胃酸等环境下亚硝酸盐与食物中的仲胺、叔胺和酰胺等反应生成强致癌物N一亚硝胺，它还能够透过胎盘进入胎儿体内，对胎儿有致畸作用。

综上，研发一种修饰电极，对三氯乙酸、亚硝酸盐这两种物质均能快速且准确检测显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种金纳米棒和肌红蛋白修饰电极的制备方法及其应用，所制得的修饰电极对三氯乙酸、亚硝酸钠这两种电催化还原效果良好，表现出线性范围广宽，检测限低，灵敏度高等优点，可很好应用于检测这三种物质在目标物中含量。

本发明提供一种金纳米棒和肌红蛋白修饰电极，其特征在于该电极包括基底电极、金纳米棒(AuNRs)涂层、肌红蛋白(Mb)涂层、Nafion涂层，所述基底电极为离子液体修饰碳糊电极(CILE)。