CN101793861B - 聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法 - Google Patents
聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101793861B CN101793861B CN 201010134314 CN201010134314A CN101793861B CN 101793861 B CN101793861 B CN 101793861B CN 201010134314 CN201010134314 CN 201010134314 CN 201010134314 A CN201010134314 A CN 201010134314A CN 101793861 B CN101793861 B CN 101793861B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- ionic liquid
- alginic acid
- enzyme
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本发明涉及一种聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法，包括有以下步骤：1)将苯胺与海藻酸溶于盐酸溶液中，得到溶液A；2)向溶液A中加入离子液体，搅拌得到溶液B；3)向溶液B中加入酶，超声，得到溶液C；4)在配备工作电极、对电极和参比电极的溶液C中进行电化学循环伏安法合成，即得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。与已有技术相比较，本发明已达到的技术效果：本发明反应条件简单，容易操作，制备周期短，复合膜厚度可控。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法。
背景技术
导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在生物传感器、电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。在各种导电高分子中，聚苯胺具有易成膜且膜的稳定性好、易于化学或电化学合成等特点，是导电高分子领域中研究较多的体系之一。聚苯胺修饰的酶电极是生物传感器研究的热点，并已发展了多种制备方法。酶固定方法的选择对于制备响应快、灵敏度高、稳定性好、使用寿命长的传感器至关重要。海藻酸具有生物相容性好、价格低廉、材料易得、制备简便等优点，已成为使用最为广泛的酶固定化载体之一。
室温离子液体是国际绿色化学的前沿和热点，与传统的易挥发有机溶剂相比，离子液体具有良好的导电性、非挥发性、较宽的电化学窗口、低蒸汽压和选择性溶解能力等优点，已在有机催化合成、有机电化学合成、电化学、生物化学等领域发挥了独特的作用，为解决全球能源、资源、环境等重大战略性问题提供了新机遇。已有文献报道在离子液体中通过化学或电化学方法合成导电高分子。近年来，人们发现许多酶在离子液体中具有良好的性能，有利于进行电化学和电催化反应。同时，离子液体高的离子导电性能还可有效促进酶与电极材料之间的电子传输。
修饰电极作为生物传感器中的重要部件，其制备方法对生物传感器的性能有很大的影响。但现有技术中聚苯胺-酶修饰电极制备工艺一般较复杂，制备周期长。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对上述现有不足而提出的一种聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法，该方法工艺简单、容易操作、制备周期短。
本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：1)将苯胺与海藻酸溶于pH为1-3的盐酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的浓度为0.01-0.05mol/L，海藻酸的质量百分浓度为0.1-0.5％；
2)向溶液A中加入离子液体，搅拌1-2小时后，得到溶液B，加入的离子液体质量为溶液A的1-5％；
3)向溶液B中加入酶，超声10-30分钟，得到溶液C，酶在溶液C中的浓度为0.01-1mg/mL；
4)在配备工作电极、对电极和参比电极的溶液C中进行电化学循环伏安法合成，循环电位在-0.25-0.85V之间，即得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。
按上述方案，所述的工作电极为金、铂或氧化铟锡；
按上述方案，所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟化磷或1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼；
按上述方案，所述的酶为过氧化物酶、葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、脂肪酶或胆固醇氧化酶；
按上述方案，所述的电化学循环伏安法采用扫描圈数为20-200圈。
本发明的反应机理是海藻酸作为掺杂剂参与聚苯胺的电化学聚合，且它是优良的酶固定载体。同时体系中的离子液体可作为电子传递促进剂与酶相结合，可在电极表面电沉积得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。
与已有技术相比较，本发明已达到的技术效果：
海藻酸来源丰富，具有良好的生物相容性，是优良的酶固定载体，且可作为掺杂剂参与聚苯胺的电化学聚合。同时体系中的电子传递促进剂离子液体与酶相结合，可在电极表面电沉积得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极，本发明反应条件简单，容易操作，制备周期短，复合膜厚度可控。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
1)将苯胺与海藻酸溶于pH为1的盐酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的浓度为0.01mol/L，海藻酸的质量百分浓度为0.1％；
2)向溶液A中加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟化磷，搅拌1小时后，得到溶液B，加入的离子液体质量为溶液A的2％；
3)向溶液B中加入过氧化物酶，超声30分钟，得到溶液C，过氧化物酶在溶液C中的浓度为0.01mg/mL；
4)在配备金工作电极、对电极和参比电极的溶液C中进行电化学循环伏安法合成，循环电位在-0.25-0.85V之间，扫描圈数为20圈，即得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。
实施例2：
1)将苯胺与海藻酸溶于pH为2的盐酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的浓度为0.03mol/L，海藻酸的质量百分浓度为0.2％；
2)向溶液A中加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟化磷，搅拌2小时后，得到溶液B，加入的离子液体质量为溶液A的1％；
3)向溶液B中加入葡萄糖氧化酶，超声20分钟，得到溶液C，葡萄糖氧化酶在溶液C中的浓度为1mg/mL；
4)在配备铂工作电极、对电极和参比电极的溶液C中进行电化学循环伏安法合成，循环电位在-0.25-0.85V之间，扫描圈数为100圈，即得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。
实施例3：
1)将苯胺与海藻酸溶于pH为3的盐酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的浓度为0.05mol/L，海藻酸的质量百分浓度为0.3％；
2)向溶液A中加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼，搅拌1小时后，得到溶液B，加入的离子液体质量为溶液A的2％；
3)向溶液B中加入乳酸氧化酶，超声10分钟，得到溶液C，乳酸氧化酶在溶液C中的浓度为0.5mg/mL；
4)在配备氧化铟锡工作电极、对电极和参比电极的溶液C中进行电化学循环伏安法合成，循环电位在-0.25-0.85V之间，扫描圈数为50圈，即得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。
实施例4：
1)将苯胺与海藻酸溶于pH为1的盐酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的浓度为0.05mol/L，海藻酸的质量百分浓度为0.4％；
2)向溶液A中加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼，搅拌2小时后，得到溶液B，加入的离子液体质量为溶液A的4％；
3)向溶液B中加入脂肪酶，超声30分钟，得到溶液C，脂肪酶在溶液C中的浓度为0.3mg/mL；
4)在配备金工作电极、对电极和参比电极的溶液C中进行电化学循环伏安法合成，循环电位在-0.25-0.85V之间，扫描圈数为200圈，即得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。
实施例5：
1)将苯胺与海藻酸溶于pH为2的盐酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的浓度为0.01mol/L，海藻酸的质量百分浓度为0.2％；
2)向溶液A中加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟化磷，搅拌1.5小时后，得到溶液B，加入的离子液体质量为溶液A的3％；
3)向溶液B中加入胆固醇氧化酶，超声20分钟，得到溶液C，胆固醇氧化酶在溶液C中的浓度为0.05mg/mL；
4)在配备铂工作电极、对电极和参比电极的溶液C中进行电化学循环伏安法合成，循环电位在-0.25-0.85V之间，扫描圈数为100圈，即得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。
实施例6：
1)将苯胺与海藻酸溶于pH为3的盐酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的浓度为0.05mol/L，海藻酸的质量百分浓度为0.4％；
2)向溶液A中加入离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼，搅拌1小时后，得到溶液B，加入的离子液体质量为溶液A的4％；
3)向溶液B中加入葡萄糖氧化酶，超声30分钟，得到溶液C，葡萄糖氧化酶在溶液C中的浓度为0.5mg/mL；
4)在配备工作电极、对电极和参比电极的溶液C中进行电化学循环伏安法合成，循环电位在-0.25-0.85V之间，扫描圈数为80圈，即得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。
本发明所列举的各原料都能实现本发明，以及各原料的上下限取值、区间值都能实现本发明；在此不一一列举实施例。本发明的工艺参数(如温度、时间等)的上下限取值、区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
Claims (4)
1.聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：1)将苯胺与海藻酸溶于pH为1-3的盐酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的浓度为0.01-0.05mol/L，海藻酸的质量百分浓度为0.1-0.5％；
2)向溶液A中加入离子液体，搅拌1－2小时后，得到溶液B，加入的离子液体质量为溶液A的1-5％；所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟化磷或1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼；
3)向溶液B中加入酶，超声10-30分钟，得到溶液C，酶在溶液C中的浓度为0.01-1mg/mL；
4)在配备工作电极、对电极和参比电极的溶液C中进行电化学循环伏安法合成，循环电位在-0.25-0.85V之间，即得到聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极。
2.按权利要求1所述的聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法，其特征在于所述的工作电极为金、铂或氧化铟锡。
3.按权利要求1或2所述的聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法，其特征在于所述的酶为过氧化物酶、葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、脂肪酶或胆固醇氧化酶。
4.按权利要求1或2所述的聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法，其特征在于所述的电化学循环伏安法采用扫描圈数为20-200圈。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010134314 CN101793861B (zh) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | 聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010134314 CN101793861B (zh) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | 聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101793861A CN101793861A (zh) | 2010-08-04 |
| CN101793861B true CN101793861B (zh) | 2013-01-09 |
Family
ID=42586668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010134314 Expired - Fee Related CN101793861B (zh) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | 聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101793861B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103013952B (zh) * | 2012-01-16 | 2014-07-23 | 南京工业大学 | 一种功能化离子液体修饰的脂肪酶及其修饰方法 |
| CN102559635B (zh) * | 2012-01-16 | 2013-04-10 | 南京工业大学 | 一种功能化离子液体修饰的脂肪酶及其修饰方法 |
| CN102565174A (zh) * | 2012-02-20 | 2012-07-11 | 浙江大学 | 离子液体聚苯胺修饰电极-电化学分析系统 |
| CN105024014A (zh) * | 2014-04-22 | 2015-11-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种采用离子液体薄膜作为中间层的有机太阳能电池 |
| CN104034779B (zh) * | 2014-06-18 | 2017-01-18 | 武汉工程大学 | 聚苯胺‑离子液体‑石墨烯‑酶复合膜修饰电极及其制备方法 |
| CN104049016B (zh) * | 2014-06-18 | 2016-04-13 | 武汉工程大学 | 石墨烯-聚吡咯-离子液体-酶复合膜修饰电极及其制备方法 |
| CN104034778A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-09-10 | 武汉工程大学 | 壳聚糖-离子液体-石墨烯-酶复合膜修饰电极及其制备方法 |
| CN104391030B (zh) * | 2014-12-17 | 2015-10-21 | 济南大学 | 一种基于海藻酸功能化石墨烯构建的重金属离子Cd2+、Pb2+和Cu2+的传感器的制备方法及应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1936565A (zh) * | 2006-10-11 | 2007-03-28 | 扬州大学 | 高性能聚苯胺－尿酸酶传感器的制备方法 |
| WO2007119229A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Dublin City University | Sensor comprising conducting polymer materials |
| CN101161725A (zh) * | 2007-09-29 | 2008-04-16 | 复旦大学 | 聚苯胺包裹磁性碳纳米管复合材料及其制备方法 |
| CN101251506A (zh) * | 2008-03-15 | 2008-08-27 | 西北师范大学 | 一种导电聚苯胺/纤维素复合生物传感器的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060160100A1 (en) * | 2005-01-19 | 2006-07-20 | Agency For Science, Technology And Research | Enzymatic electrochemical detection assay using protective monolayer and device therefor |
-
2010
- 2010-03-26 CN CN 201010134314 patent/CN101793861B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007119229A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Dublin City University | Sensor comprising conducting polymer materials |
| CN1936565A (zh) * | 2006-10-11 | 2007-03-28 | 扬州大学 | 高性能聚苯胺－尿酸酶传感器的制备方法 |
| CN101161725A (zh) * | 2007-09-29 | 2008-04-16 | 复旦大学 | 聚苯胺包裹磁性碳纳米管复合材料及其制备方法 |
| CN101251506A (zh) * | 2008-03-15 | 2008-08-27 | 西北师范大学 | 一种导电聚苯胺/纤维素复合生物传感器的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101793861A (zh) | 2010-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101793861B (zh) | 聚苯胺-海藻酸-离子液体-酶复合膜修饰电极的制备方法 | |
| Logan et al. | Microbial electrolysis cells for high yield hydrogen gas production from organic matter | |
| Sitnikova et al. | Superstable advanced hydrogen peroxide transducer based on transition metal hexacyanoferrates | |
| Andersen et al. | Electrolytic membrane extraction enables production of fine chemicals from biorefinery sidestreams | |
| Call et al. | Hydrogen production in a single chamber microbial electrolysis cell lacking a membrane | |
| Ren et al. | Electricity production from cellulose in a microbial fuel cell using a defined binary culture | |
| Guo et al. | Efficient methane production from beer wastewater in a membraneless microbial electrolysis cell with a stacked cathode: the effect of the cathode/anode ratio on bioenergy recovery | |
| Rosenbaum et al. | In situ electrooxidation of photobiological hydrogen in a photobioelectrochemical fuel cell based on Rhodobacter sphaeroides | |
| Parameswaran et al. | Kinetic, electrochemical, and microscopic characterization of the thermophilic, anode-respiring bacterium Thermincola ferriacetica | |
| Brondani et al. | Biosensor based on platinum nanoparticles dispersed in ionic liquid and laccase for determination of adrenaline | |
| Ghassemi et al. | Biological fuel cells and membranes | |
| Hubenova et al. | Improvement of yeast− biofuel cell output by electrode modifications | |
| Feng et al. | Surface modification of a graphite fiber fabric anode for enhanced bioelectrochemical methane production | |
| CN102262114B (zh) | 聚吡咯－壳聚糖－酶复合膜修饰电极的电化学制备方法 | |
| Mahmoud et al. | Bio-electrochemical frameworks governing microbial fuel cell performance: technical bottlenecks and proposed solutions | |
| Mafra et al. | Combi-CLEAs of glucose oxidase and catalase for conversion of glucose to gluconic acid eliminating the hydrogen peroxide to maintain enzyme activity in a bubble column reactor | |
| Liu et al. | Electrochemically assisted biohydrogen production from acetate | |
| CN101196487B (zh) | 电沉积壳聚糖-离子液体-酶复合膜制备修饰电极的方法 | |
| Liu et al. | Quorum sensing shaped microbial consortia and enhanced hydrogen recovery from waste activated sludge electro-fermentation on basis of free nitrous acid treatment | |
| Sarauli et al. | Interaction of fructose dehydrogenase with a sulfonated polyaniline: application for enhanced bioelectrocatalysis | |
| Xu et al. | Pyrroloquinoline quinone-dependent enzymatic bioanode: incorporation of the substituted polyaniline conducting polymer as a mediator | |
| CN104034778A (zh) | 壳聚糖-离子液体-石墨烯-酶复合膜修饰电极及其制备方法 | |
| Bon Saint Côme et al. | Multiscale-tailored bioelectrode surfaces for optimized catalytic conversion efficiency | |
| CN104049016B (zh) | 石墨烯-聚吡咯-离子液体-酶复合膜修饰电极及其制备方法 | |
| Wu et al. | Wastewater-powered high-value chemical synthesis in a hybrid bioelectrochemical system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130109 Termination date: 20170326 |