本实用新型涉及一种电化学生物传感器。
背景技术：
目前，国内外检测甲硝唑(又称灭滴灵)的方法主要有高效液相色谱法(high-performance liquid chromatography，HPLC)、薄层色谱法(thin-layer chromatography，TLC)、免疫检测法(Immunoassay)、液相色谱-质谱联用法、气相色谱-质谱联用法、光谱法(spectrophotometry)、伏安法等。由于实际样品中基质的成分复杂、待测组分含量低，因此检测之前对待测组分进行预富集十分必要。常常采用的方法有液-液萃取(liquid-liquid extraction，LLE)和固相萃取(solid phase extraction，SPE)等。其中固相萃取具有溶剂用量少、操作简便快速、萃取效率高、重现性好、易与其它检测技术相结合等特点，已成为近年来最常用的样品预富集方法之一。但固相萃取所用的吸附剂一般对被测物缺乏分子识别性，因此研发具备高选择性的固相萃取吸附剂，如分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymer，MIP)。
传统分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymer，MIP)制备中通常采用丙烯酸及其衍生物等含烯键的功能单体如甲基丙烯酰胺(methacrylamide，MA)、甲基丙烯酸(methacrylic acid，MAA)，与交联剂如二乙烯苯(divinyl benzene，DB)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene dimethacrylate,EDMA)在引发剂(如偶氮二异丁腈，azodiisobutyronitrile，AIBN)引发下进行自由基聚合反应。然后将制备所得的块状聚合物经粉碎、磨细、筛选等过程得到符合要求的粒子。
虽然传统方法制备的印迹聚合物对模板分子有较高的选择和识别性，但在实际应用中仍存在一些缺陷，如印迹位点分布不均、模板分子洗脱难、传质效率低等，而且大部分聚合体系的亲水性能都比较差。因此，制备出一种便于检测操作、检测精度高、反应灵敏高效的生物传感器具有重要的应用意义。
技术实现要素：
为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种电化学生物传感器，该传感器保证了检测的特异性、精确性和稳定性，使灭滴灵的检测方式更加灵敏，高效。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种电化学生物传感器，包括：
碳糊电极；
导电复合膜，电聚合在所述碳糊电极的表面，所述导电复合膜与所述碳糊电极电连接；以及分子印迹膜，聚合在所述导电复合膜表面，所述分子印迹膜上有模板分子的空穴。
于本实用新型一实施例中，所述碳糊电极包括碳糊芯、金属导线和表皮层，所述金属导线插设在所述碳糊芯中，所述碳糊芯和金属导线外包覆有表皮层。
于本实用新型一实施例中，所述金属导线为铜丝。
于本实用新型一实施例中，所述表皮层为高分子材料。
于本实用新型一实施例中，所述导电复合膜为苯胺甲基三乙氧基硅烷电聚合在所述碳糊电极的端表面所形成的。
于本实用新型一实施例中，所述分子印迹膜的模板分子为灭滴灵。
于本实用新型一实施例中，所述分子印迹膜是以3-氨丙基三乙氧基硅烷为功能单体、四乙氧基硅烷为交联剂制备在所述导电复合膜表面的。
于本实用新型一实施例中，所述制备方法采用的是溶胶-凝胶法。
本技术方案具有以下有益效果：
通过将导电复合膜(苯胺甲基三乙氧基硅烷)电聚合在碳糊电极的表面，然后将聚硅氧烷分子印迹膜通过溶胶-凝胶过程共价地聚合在导电复合膜上得到一种电化学生物传感器。该传感器以灭滴灵为模板分子，以3-氨丙基三乙氧基硅烷为功能单体，四乙氧基硅烷为交联剂，制得的电化学生物传感器能够模仿自然受体的分子识别，并具有灵敏、快速、准确等优良特点，使得对灭滴灵监测的准确性和可靠性得到极大提高，是检测灭滴灵分子的理想工具。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图；
图2是本实用新型各层结构的一种结构示意图
图3是本实用新型带有模板分子的分子印迹膜的一种结构示意图；
图4是本实用新型图3中模板分子去除后的分子印迹膜的一种结构示意图。
1、碳糊电极；2、导电复合膜；3、分子印迹膜；4、模板分子；5、空穴；100、碳糊芯；111、表皮层。
具体实施方式
下面结合实施例及附图1至4对本实用新型作进一步描述。
一种电化学生物传感器，包括碳糊电极1、导电复合膜2以及分子印迹膜3，所述导电复合膜2电聚合在所述碳糊电极1的表面，所述导电复合膜2与所述碳糊电极1电连接，所述分子印迹膜3聚合在所述导电复合膜2表面，所述分子印迹膜3上有模板分子4的空穴5。本实施例中，采用的模板分子4为灭滴灵。所述导电复合膜2为苯胺甲基三乙氧基硅烷电聚合在所述碳糊电极1的端表面所形成的；所述分子印迹膜3是以3-氨丙基三乙氧基硅烷为功能单体、四乙氧基硅烷为交联剂通过溶胶-凝胶法制备在所述导电复合膜表面的。
所述碳糊电极1包括碳糊芯100、金属导线(未示出)和表皮层111，所述金属导线插设在所述碳糊芯100中，所述碳糊芯100和金属导线外包覆有表皮层111。本实施例中所述金属导线为铜丝，所述表皮层为聚丙烯管或聚乙烯管。
本实施例中，各部分结构的制备如下：
碳糊电极1的制备：通过将石墨粉和石蜡油在研钵中混合，混合充分的碳糊之后被压入到直径约为2.5mm的聚四氟乙烯管中，铜导线插入到碳糊中就完成了碳糊电极的制备。碳糊电极的表面的打磨使用称量纸来完成。在其它实施例中，还可以直接用聚丙烯管或聚乙烯管来进行包覆。
导电复合膜2修饰的电极的制备：主要是将苯胺甲基三乙氧基硅烷通过电聚合的方式修饰在裸的碳糊电极的表面，主要的浓度是0.1molL-1的苯胺甲基三乙氧基硅烷溶液中含有0.2molL-1的H2SO4，使用循环伏安法进行修饰，扫描范围为0.9-0.5V，扫描速率为120mVs-1，扫描15圈。然后将电极浸渍在无水乙醇中为随后的分子印迹膜的修饰做准备。
分子印迹膜3修饰电极的制备如下：100μL的APTMS，300μL的TEOS，3mL的乙二醇单乙醚，770μL的0.03mol L-1的灭滴灵的乙二醇单乙醚溶液，在35度情况下搅拌10min。之后加入200μL的NaOH以及90μL的双蒸水，再搅拌20min，形成均一的溶胶。之后将溶胶滴加到碳糊电极的表面，在室温下过夜反应形成分子印迹膜。获得的分子印迹膜修饰电极被浸渍到5mL的甲醇和乙酸混合溶液，磁力搅拌一段时间，以去除灭滴灵的模板分子。灭滴灵是否已经去除通过差分脉冲伏安法来检测。之后去除灭滴灵的碳糊电极被浸渍到去离子水中，并在室温下干燥。
通过该技术合成的MIP有三个主要优点：(1)模板分子容易洗脱，而不会被包在聚合物结构中，从而提高了印迹聚合物的结合容量；(2)模板分子与印迹位点再结合时，不需要进入MIP的内部结构中，提高了传质效率。(3)其增强的亲水性使印迹位点在水溶液中与模板分子再结合能力不受影响，且几乎无溶剂导致的溶胀性，可在室温条件下方便地制备以及具有较好的热稳定性和化学稳定性。
本实用新型所涉及的电化学生物传感器使得目标分析物和传感器之间可以进行直接高效的信号转导，增强印迹识别能力、传质效率和识别的灵敏度。且本实用新型造价低，在检测应用中能够保证在无需使用昂贵仪器的情况下就能实现简单快捷的检测操作，且获得检测结果灵敏准确，可应用于食品等实际样品中痕量甲硝唑的定量测定。
上述具体实施例只是用来解释说明本实用新型，而非是对本实用新型进行限制，在本实用新型的宗旨和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何不付出创造性劳动的替换和改变，皆落入本实用新型专利的保护范围。