一种基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于葡萄糖氧化酶电极制备技术领域，特别涉及一种基于酶催化还原氯金 酸的葡萄糖氧化酶电极制备方法。
【背景技术】
[0002] 纳米材料当今科学研究的热点。纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺 度（1-100nm)范围内的材料或由它们作为基本单元组装而成的结构材料，包括金属、氧化 物、无机化合物和有机化合物等。该尺寸处在原子、分子为代表的微观世界和宏观物体交界 的过渡区域(介观体系)，处于该尺寸的材料表现出许多既不同于微观粒子又不同于宏观物 体的特性纳米材料具有高比表面积，高催化活性特殊的理化性质及超微小性等特征使其在 电化学催化中的应用有广泛的前景。
[0003]另外，葡萄糖氧化酶电极是问世最早的生物传感器，以其为代表的酶电极也是生 物传感器领域的研究热点。酶电极的制备的关键技术就是酶的固定化，即在电极表面覆着 一层敏感膜，膜的厚度、致密性、均匀度与分子排列的有序性等因素对酶电极的性能也有一 定的影响。但由于生物分子与固体表面结合力弱，易泄露或解脱，稳定性差等原因，使得葡 萄糖氧化酶电极的实用性减弱，其灵敏度、检测范围、响应时间、抗干扰能力较差、使用寿命 等方面都有待进一步改进，为此需要进一步加固电极表面的葡萄糖氧化酶膜，提高酶电极 的性能。
[0004] 催化生成Au纳米微粒在生物传感器中的应用，是利用Au纳米微粒的催化作用。在 GOx酶反应中，金纳米微粒能够迅速从被还原的G0x(FADH2)获得电子而使GOx重新具有氧 化性，加速酶的再生速度，提高酶电极的响应灵敏度。另外纳米金具有良好的生物相容性且 导电性好，故可加速GOx与电极间的电子传递，改善酶电极的性能。即测定葡萄糖时的催化 反应： Gox (FAD) +2e+2H+GOx(FADH2) (1) GOx(FADH2) +02 -^^G0x(FAD2+) +H202 (2) Glucose+GOx(FAD) ..-----------)?G0x(FADH2)+Gluconicacid(3) HAuC14+H2〇2 ---^Au+HC1+02 (4)
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极制备方法。
[0006] 具体步骤为： (1)用α-氧化铝抛光粉打磨Pt电极至镜面，然后用二次水冲洗，接着用蒸馏水超声 清洗3分钟，然后用lmmol/L的铁氰化钾溶液作底液，循环伏安法扫描电极，扫描电位范围 为-0· 2~0· 6V，当ΛEpsEpfEp# 0· 08V，即制得备用Pt电极。
[0007] (2)取5μL浓度为10~30mg/mL葡萄糖氧化酶滴到步骤⑴制备的备用Pt电极 表面，自然凉干，然后放进冰箱4~8小时，以使葡萄糖氧化酶黏合紧密，制得葡萄糖氧化酶 修饰的电极。
[0008] (3)取250μL pH值为6~7的PBS溶液和50μL质量百分比浓度为1%的HAuC14 水溶液，两者混匀，接着加50μL十六烷基三甲基氯化铵和500μL浓度为0. 01mol/L的 葡萄糖，最后加H20定溶至5ml，即配制得金生长溶液。
[0009] ⑷取5μL步骤（3)配制的金生长溶液滴到步骤⑵制得的葡萄糖氧化酶修饰的 Pt电极上，凉干后再补滴5μL，重复上述操作5次，然后用二次水冲洗电极，凉干，即制得基 于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极。
[0010] 所述α-氧化错抛光粉的中位粒径为d50=30~50nm。
[0011] 所述PBS溶液为 0· 2mol/L的NaH2P04-Na2HP04缓冲溶液。
[0012] 本发明方法的优点如下： (1)本发明方法能够制得具有较好的稳定性和重复性，抗干扰能力强，灵敏度高，且工 艺简单、成本低，具有很高的实用价值的葡萄糖氧化酶电极，适用于食品或医学卫生等领域 中低浓度葡萄糖的检测，具有很高的实用价值，特别是在电化学方面有很好的应用前景。
[0013] (2)本发明方法能有效地对电极上的葡萄糖氧化酶进行固定化，解决了由于生物 分子与固体表面结合力弱，易泄露或解脱等问题，使电极具有更好的稳定性和重现性。2)金 纳米微粒具有良好的生物相容性，不会破坏酶的结构及活性，且其导电性好，可加速葡萄糖 氧化酶与溶液间的电子传递，改善酶电极的性能。
[0014] (3)金纳米微粒对氧化还原反应具有较强的催化活性，在电极反应中，纳米金粒子 能迅速从被还原葡萄糖氧化酶获得电子而使得葡萄糖氧化酶重新具有氧化性，加速酶的再 生速度，提高酶电极的响应灵敏度。其中有点2和3也是本发明选择金纳米微粒对葡萄糖 氧化酶进行固定化的主要因素。
[0015] (4)本发明方法只有简单的吸附法和滴除法两个步骤，其制备工艺简单快捷，且成 本低廉。
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例1制备的基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极对不同 葡萄糖浓度响应的循环伏安法扫描结果图。
[0017]图2是本发明实施例1制备的基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极对不同 葡萄糖浓度响应的电流-时间曲线扫描结果图。
[0018]图3是本发明实施例1制备的基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极对不 同葡萄糖浓度响应的线性关系图，其中葡萄糖浓度为横坐标，电流-时间曲线的电流值(取 30~240s之间每30s内电流的平均值）为纵坐标。
[0019] 图4是对比例1处理好的裸Pt电极对不同葡萄糖浓度响应的循环伏安法扫描结 果图。
[0020] 图5是对比例1处理好的裸Pt电极对不同葡萄糖浓度响应的电流-时间曲线扫 描结果图。
[0021] 图6是对比例2制备的镀铂Pt电极对不同葡萄糖浓度响应的循环伏安法扫描结 果图。
[0022] 图7是对比例2制备的镀铂Pt电极对不同葡萄糖浓度响应的电流-时间曲线扫 描结果图。
[0023] 图8是对比例3制备的Au电极对不同葡萄糖浓度响应的循环伏安法扫描结果图。
[0024] 图9是对比例3制备的Au电极对不同葡萄糖浓度响应的电流-时间曲线扫描结 果图。
【具体实施方式】 实施例
[0025] 本实施例用于说明本发明基于酶催化还原氯金酸的葡萄糖氧化酶电极的制备方 法及其对葡萄糖的测定性能。
[0026] (1)用α-氧化铝抛光粉打磨Pt电极至镜面，然后用二次水冲洗，接着用蒸馏水超 声清洗3分钟，然后用lmmol/L的铁氰化钾溶液作底液，循环伏安法扫描电极，扫描电位范 围为-0. 2~0. 6V，当ΛEp=EpfEp2=0. 08V，即制得备用Pt电极。
[0027] (2)取5μL浓度为20mg/mL葡萄糖氧化酶滴到步骤（1)制