CN107132259B - 一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器及制备与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于酶生物传感器技术领域，公开了一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器及制备与应用。所述传感器由参比电极、对电极及修饰后的工作电极组成，所述修饰后的工作电极由工作电极及固化在工作电极表面的物质识别膜组成，其中，所述物质识别膜由掺杂石墨烯复合材料、麦尔多拉蓝、胆固醇氧化酶、辣根过氧化物酶及全氟磺酸树脂组成。本发明所得检测胆固醇的生物传感器可用于血清总胆固醇或食品中胆固醇的检测，具有较宽的检测范围，较低的检测限，反应在室温中性环境下进行，性能稳定，具有良好的应用前景。

Description

一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器及制备与应用
技术领域
本发明属于酶生物传感器技术领域，具体涉及一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器及制备与应用。
背景技术
胆固醇是人体中不可缺少的重要物质，它直接参与形成细胞膜，也是合成胆汁酸、维生素D以及甾体激素的原料。人体中胆固醇大约有75％是自身合成，25％是由食物摄取得到，人体中的胆固醇含量须维持在一个正常的浓度范围，若胆固醇浓度过高，会引发糖尿病、心脏病、动脉粥样硬化、肝胆系统疾病等多种疾病；过低则需要检查是否有重病或营养不良，而且会增加忧郁、出血性中风等疾病的风险。目前，已报道的血胆固醇检测方法较多，常见的有气液色谱-质谱联用法、温度测定法、分子发光法、比色法、电化学方法等，但是这些检测方法中的选择性大多依赖于对胆固醇特异性识别的酶或抗体，并具有损坏性，成本相当昂贵。因此，针对血清或者食物样品，设计出简单、高选择性、低成本、快速和高灵敏的胆固醇检测方法仍然极具临床意义。
石墨烯具有独特的网状格结构特征和物理化学性能，可应用于生物分析和环境检测的电化学传感器，同时，石墨烯具有较大的电势窗口，使检测具有高氧化还原电位的分子变得可行。掺杂石墨烯可在一定程度上改善石墨烯的活性区域，提高其电化学活性，同时为酶提供更多的活性位点，有效提高酶活性中心与电子介体间的电子传输速率。近年来，掺杂石墨烯材料发展起来的传感器，具有较高的选择性、灵敏度和稳定性，已应用于葡萄糖、H2O2和一些小分子(草酸、抗坏血酸、尿酸等)的检测，同时对甲醇、乙醇等也有着优异的催化效果，在燃料电池领域有着巨大的应用前景。但目前还未有掺杂石墨烯材料传感器应用于胆固醇检测的报道。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器。
本发明的另一目的在于提供上述基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器在胆固醇检测中的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器，由参比电极、对电极及修饰后的工作电极组成，所述修饰后的工作电极由工作电极及固化在工作电极表面的物质识别膜组成，其中，所述物质识别膜由掺杂石墨烯复合材料(N-GN)、麦尔多拉蓝(MB)、胆固醇氧化酶(ChOx)、辣根过氧化物酶(HRP)及全氟磺酸树脂(Nafion)组成。
优选地，所述的工作电极为玻碳电极，参比电极为银/氯化银电极，对电极为铂片电极。
上述基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器的制备方法，包括如下制备步骤：
(1)对工作电极进行表面预处理；
(2)制备掺杂石墨烯复合材料；
(3)将步骤(2)的掺杂石墨烯复合材料制备成掺杂石墨烯复合材料分散液，然后与麦尔多拉蓝溶液、胆固醇氧化酶溶液、辣根过氧化物酶溶液及全氟磺酸树脂溶液混合均匀得复合溶液；
(4)将复合溶液滴加到步骤(1)的电极表面，室温晾干，得到基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极；
(5)将基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极与参比电极和对电极组成三电极体系，得到所述基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器。
优选地，步骤(1)中所述的表面预处理过程如下：将工作电极的表面依次用直径为0.3μm和0.05μm的Al2O3粉末抛光成镜面，再用水冲洗；然后依次在无水乙醇和水中超声清洗1min，取出用水洗净，晾干，然后置于铁氰化钾溶液中(5mmol/L K3Fe(CN)6+0.2mol/L KCl)进行电极活化处理。
优选地，步骤(2)中所述掺杂石墨烯复合材料通过如下方法制备：将氧化石墨加入到去离子水中超声剥离1～4h，然后加入FeCl3·6H2O溶液和吡咯单体，搅拌混合均匀后加入到水热反应器中，在120～240℃条件下水热还原8～24h后取出，冷冻干燥，得到所述掺杂石墨烯复合材料。
所述氧化石墨可采用现有公开的方法制备，优选采用如下修正的Hummers方法制备：0～4℃条件下，往浓H2SO4中依次加入清洗后的石墨粉、NaNO3和KMnO4，搅拌反应90min至溶液呈紫绿色；然后升温至30～40℃搅拌反应90min，溶液依然呈紫绿色；再升温至70～100℃，加入去离子水和双氧水反应至溶液变成金黄色；将反应后的溶液用去离子水洗涤、离心、过滤，所得固体产物用去离子水超声清洗、干燥，得到所述氧化石墨。
所述清洗后的石墨粉通过如下方法制备：将天然鳞片状石墨粉加入到蒸馏水中，然后加入浓盐酸，在60～80℃水浴中加热并搅拌2h，真空抽滤后，依次用蒸馏水、丙酮、乙醇清洗，清洗完毕后，放入真空干燥箱中100℃烘干，之后用玛瑙研钵研磨成粉状备用。
优选地，步骤(3)中所述掺杂石墨烯复合材料分散液的浓度为0.5～10mg/mL；所述麦尔多拉蓝溶液的浓度为1～10mmol/L；所述胆固醇氧化酶溶液的浓度为1～10mg/mL；所述辣根过氧化物酶溶液的浓度为1～10mg/mL；所述全氟磺酸树脂溶液的pH值为7.0；所述掺杂石墨烯复合材料分散液、麦尔多拉蓝溶液、胆固醇氧化酶溶液、辣根过氧化物酶溶液及全氟磺酸树脂溶液混合的体积比为1:1:1:1:1。
优选地，所述掺杂石墨烯复合材料分散液采用水为分散溶剂，所述麦尔多拉蓝溶液以水为溶剂，所述胆固醇氧化酶溶液和辣根过氧化物酶溶液采用pH值为7.0，浓度为0.2mol/L的PBS溶液配制，所述全氟磺酸树脂溶液由0.1mol/L NaOH溶液调节。
优选地，步骤(4)中所述复合溶液的滴加量为3～10μL。
上述基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器在胆固醇检测中的应用。
本发明的原理为：首先制备掺杂石墨烯复合材料，该复合材料借助不同组分的协同作用克服石墨烯本身卷曲、层间堆叠和溶剂中分散性差的不足，然后，利用全氟磺酸树脂的成膜性，并利用掺杂石墨烯的载体特性，固载酶催化剂以利于对底物的催化；最后，取适量混合液滴于已表面预处理的工作电极上，得到修饰后的工作电极；再利用修饰后的工作电极，配合参比电极与对电极组成三电极体系，制得一种新型的检测胆固醇的酶生物传感器。
本发明将掺杂石墨烯复合材料应用于酶生物传感器，制备得到的检测胆固醇的传感器检测性能良好，检测范围为1.92×10-4～1.951×10-3mol/L，线性方程为I(μA)＝1.6227+0.7003C(mmol/L)，相关系数为R2＝0.9810。检测限为4.94×10-8mol/L(S/N＝3)，灵敏度为9.91mA mol-1cm-2。
本发明的制备方法及所得到的传感器具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所得检测胆固醇的生物传感器具有良好的电子传递性，能将反应产生的电子进行良好的转移，能实现生物分子的选择性检测，提高所述生物传感器的反应速度。
(2)本发明所得检测胆固醇的生物传感器具有良好的选择性、重现性和稳定性，可对胆固醇进行准确检测，抗干扰能力强。
(3)本发明所得检测胆固醇的生物传感器可用于血清总胆固醇或食品中胆固醇的检测，具有较宽的检测范围，较低的检测限，反应在室温中性环境下进行，性能稳定，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为实施例2中基底玻碳电极、不同的酶修饰工作电极在磷酸缓冲溶液中的循环伏安图。
图2为实施例2中制备的基于掺杂石墨烯的胆固醇酶生物传感器在滴加不同胆固醇后在磷酸缓冲溶液中的循环伏安图。
图3为实施例2中制备的基于掺杂石墨烯的胆固醇酶生物传感器在滴加不同胆固醇后在磷酸缓冲溶液中对不同浓度胆固醇的响应电流的标准曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇酶生物传感器的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将直径为3mm的玻碳电极依次用直径为0.3μm和0.05μm的Al2O3粉末抛光成镜面，用蒸馏水冲洗，然后依次在无水乙醇和蒸馏水中超声清洗1min，再将玻碳电极置于10mL铁氰化钾溶液中(5mmol/L K3Fe(CN)6+0.2mol/L KCl)在0～0.8V下采用循环伏安法扫描6圈进行电极活化，取出用蒸馏水冲洗，室温晾干得到预处理的玻碳电极。
(2)取100mg氧化石墨于烧杯中，加入50mL去离子水后超声剥离4h，之后加入6.25mL FeCl3·6H2O溶液和235μL吡咯单体，置于40℃恒温搅拌1h后加入反应釜中，在180℃条件下水热还原16h后取出，冷冻干燥24h后制得掺杂石墨烯复合材料。
(3)将掺杂石墨烯复合材料分散为浓度为0.5mg/mL的水分散液，将麦尔多拉蓝配制成浓度为5mmol/L的水溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的胆固醇氧化酶溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的辣根过氧化物酶溶液，采用0.1mol/L NaOH溶液调节全氟磺酸树脂溶液至pH 7.0。将五种溶液以1:1:1:1:1体积比混合得到混合溶液。
(4)取5μL步骤(4)的混合溶液滴于步骤(1)的电极表面，在室温下晾干，得到基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极。
(5)将所得基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极与参比电极和对电极组成三电极体系(铂片电极为对电极，银/氯化银为参比电极)，得到所述检测胆固醇的酶生物传感器。
本实施例所得酶生物传感器在室温下进行电化学试验，均在10mL磷酸缓冲溶液(0.2mol/L、pH 7.0)中进行，测试之前通N2，测试过程中采用循环伏安法。其中空白对照未滴加胆固醇溶液，测试稳定后依次滴加400μL胆固醇溶液。
本实施例所得酶生物传感器在胆固醇浓度为0.192mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.126μA；在胆固醇浓度为0.370mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.156μA。
实施例2
本实施例的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇酶生物传感器的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将直径为3mm的玻碳电极依次用直径为0.3μm和0.05μm的Al2O3粉末抛光成镜面，用蒸馏水冲洗，然后依次在无水乙醇和蒸馏水中超声清洗1min，再将玻碳电极置于10mL铁氰化钾溶液中(5mmol/L K3Fe(CN)6+0.2mol/L KCl)在0～0.8V下采用循环伏安法扫描6圈进行电极活化，取出用蒸馏水冲洗，室温晾干得到预处理的玻碳电极。
(2)取100mg氧化石墨于烧杯中，加入50mL去离子水后超声剥离4h，之后加入6.25mL FeCl3·6H2O溶液和235μL吡咯单体，置于40℃恒温搅拌1h后加入反应釜中，在180℃条件下水热还原16h后取出，冷冻干燥24h后制得掺杂石墨烯复合材料。
(3)将掺杂石墨烯复合材料分散为浓度为1.0mg/mL的水分散液，将麦尔多拉蓝配制成浓度为5mmol/L的水溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的胆固醇氧化酶溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的辣根过氧化物酶溶液，采用0.1mol/L NaOH溶液调节全氟磺酸树脂溶液至pH 7.0。将五种溶液以1:1:1:1:1体积比混合得到混合溶液。
(4)取5μL步骤(3)的混合溶液滴于步骤(1)的电极表面，在室温下晾干，得到基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极。
(5)将所得基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极与参比电极和对电极组成三电极体系(铂片电极为对电极，银/氯化银为参比电极)，得到所述检测胆固醇的生物传感器。
本实施例所得酶生物传感器在室温下进行电化学试验，均在10mL磷酸缓冲溶液(0.2mol/L、pH 7.0)中进行，测试之前通N2，测试过程中采用循环伏安法。其中空白对照未滴加胆固醇溶液，测试稳定后依次滴加400μL胆固醇溶液。
本实施例所得酶生物传感器在胆固醇浓度为0.192mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.097μA；在胆固醇浓度为0.370mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.212μA。
本实施例中基底玻碳电极、不同的酶修饰工作电极在磷酸缓冲溶液中的循环伏安图如图1所示。图中曲线a为未修饰的基底玻碳电极的循环伏安图(GCE)，曲线b为胆固醇氧化酶、辣根过氧化物酶及全氟磺酸树脂修饰的玻碳电极的循环伏安图(ChOx+HRP+Nafion)，曲线c为胆固醇氧化酶、辣根过氧化物酶、麦尔多拉蓝及全氟磺酸树脂修饰的玻碳电极的循环伏安图(ChOx+HRP+MB+Nafion)，曲线d为胆固醇氧化酶、辣根过氧化物酶、麦尔多拉蓝、掺杂石墨烯及全氟磺酸树脂修饰的玻碳电极的循环伏安图(ChOx+HRP+MB+N-GN+Nafion)。从图1结果可知，电极修饰麦尔多拉蓝后出现了一对可逆的氧化还原峰，电极修饰掺杂石墨烯后峰间距没有明显变化(ΔEp＝82mV)，中间电位没有明显变化(Em＝-0.158V)，且基础电流明显提高。电流的增大可能归结于修饰掺杂石墨烯复合材料后，导电性提高，电化学活性增强并增大了电极的有效面积。
本实施例所得基于掺杂石墨烯的胆固醇酶生物传感器在滴加不同浓度胆固醇后在磷酸缓冲溶液中测试的循环伏安图如图2所示。其中氧化曲线右端从下到上依次对应的胆固醇浓度为0mmo1/L、0.192mmo1/L、0.370mmo1/L、0.536mmo1/L、0.690mmo1/L、0.833mmo1/L、0.968mmo1/L、1.094mmo1/L、1.212mmo1/L、1.324mmo1/L、1.429mmo1/L、1.528mmo1/L、1.622mmo1/L、1.711mmo1/L、1.795mmo1/L、1.875mmo1/L、1.951mmo1/L。
本实施例所得基于掺杂石墨烯的胆固醇酶生物传感器在磷酸缓冲溶液中对不同浓度胆固醇的响应电流的标准曲线图如图3所示。本发明所得胆固醇酶生物传感器对底物检测范围为1.92×10-4～1.951×10-3mol/L，线性方程为I(μA)＝1.6227+0.7003C(mmol/L)，相关系数为R2＝0.9810。检测限为4.94×10-8mol/L(S/N＝3)，灵敏度为9.91mA mol-1cm-2。
实施例3
本实施例的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇酶生物传感器的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将直径为3mm的玻碳电极依次用直径为0.3μm和0.05μm的Al2O3粉末抛光成镜面，用蒸馏水冲洗，然后依次在无水乙醇和蒸馏水中超声清洗1min，再将玻碳电极置于10mL铁氰化钾溶液中(5mmol/L K3Fe(CN)6+0.2mol/L KCl)在0～0.8V下采用循环伏安法扫描6圈进行电极活化，取出用蒸馏水冲洗，室温晾干得到预处理的玻碳电极。
(2)取100mg氧化石墨于烧杯中，加入50mL去离子水后超声剥离4h，之后加入6.25mL FeCl3·6H2O溶液和235μL吡咯单体，置于40℃恒温搅拌1h后加入反应釜中，在180℃条件下水热还原16h后取出，冷冻干燥24h后制得掺杂石墨烯复合材料。
(3)将掺杂石墨烯复合材料分散为浓度为1.5mg/mL的水分散液，将麦尔多拉蓝配制成浓度为5mmol/L的水溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的胆固醇氧化酶溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的辣根过氧化物酶溶液，采用0.1mol/L NaOH溶液调节全氟磺酸树脂溶液至pH 7.0。将五种溶液以1:1:1:1:1体积比混合得到混合溶液。
(4)取5μL步骤(3)的混合溶液滴于步骤(1)的电极表面，在室温下晾干，得到基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极。
(5)将所得基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极与参比电极和对电极组成三电极体系(铂片电极为对电极，银/氯化银为参比电极)，得到所述检测胆固醇的生物传感器。
本实施例所得酶生物传感器在室温下进行电化学试验，均在10mL磷酸缓冲溶液(0.2mol/L、pH 7.0)中进行，测试之前通N2，测试过程中采用循环伏安法。其中空白对照未滴加胆固醇溶液，测试稳定后依次滴加400μL胆固醇溶液。
本实施例所得酶生物传感器在胆固醇浓度为0.192mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.031μA；在胆固醇浓度为0.370mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.033μA。
实施例4
本实施例的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇酶生物传感器的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将直径为3mm的玻碳电极依次用直径为0.3μm和0.05μm的Al2O3粉末抛光成镜面，用蒸馏水冲洗，然后依次在无水乙醇和蒸馏水中超声清洗1min，再将玻碳电极置于10mL铁氰化钾溶液中(5mmol/L K3Fe(CN)6+0.2mol/L KCl)在0～0.8V下采用循环伏安法扫描6圈进行电极活化，取出用蒸馏水冲洗，室温晾干得到预处理的玻碳电极。
(2)取100mg氧化石墨于烧杯中，加入50mL去离子水后超声剥离4h，之后加入6.25mL FeCl3·6H2O溶液和235μL吡咯单体，置于40℃恒温搅拌1h后加入反应釜中，在180℃条件下水热还原16h后取出，冷冻干燥24h后制得掺杂石墨烯复合材料。
(3)将掺杂石墨烯复合材料分散为浓度为2.0mg/mL的水分散液，将麦尔多拉蓝配制成浓度为5mmol/L的水溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的胆固醇氧化酶溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的辣根过氧化物酶溶液，采用0.1mol/L NaOH溶液调节全氟磺酸树脂溶液至pH 7.0。将五种溶液以1:1:1:1:1体积比混合得到混合溶液。
(4)取5μL步骤(3)的混合溶液滴于步骤(1)的电极表面，在室温下晾干，得到基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极。
(5)将所得基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极与参比电极和对电极组成三电极体系(铂片电极为对电极，银/氯化银为参比电极)，得到所述检测胆固醇的生物传感器。
本实施例所得酶生物传感器在室温下进行电化学试验，均在10mL磷酸缓冲溶液(0.2mol/L、pH 7.0)中进行，测试之前通N2，测试过程中采用循环伏安法。其中空白对照未滴加胆固醇溶液，测试稳定后依次滴加400μL胆固醇溶液。
本实施例所得酶生物传感器在胆固醇浓度为0.192mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.022μA；在胆固醇浓度为0.370mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.016μA。
实施例5
本实施例的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇酶生物传感器的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)将直径为3mm的玻碳电极依次用直径为0.3μm和0.05μm的Al2O3粉末抛光成镜面，用蒸馏水冲洗，然后依次在无水乙醇和蒸馏水中超声清洗1min，再将玻碳电极置于10mL铁氰化钾溶液中(5mmol/L K3Fe(CN)6+0.2mol/L KCl)在0～0.8V下采用循环伏安法扫描6圈进行电极活化，取出用蒸馏水冲洗，室温晾干得到预处理的玻碳电极。
(2)取100mg氧化石墨于烧杯中，加入50mL去离子水后超声剥离4h，之后加入6.25mL FeCl3·6H2O溶液和235μL吡咯单体，置于40℃恒温搅拌1h后加入反应釜中，在180℃条件下水热还原16h后取出，冷冻干燥24h后制得掺杂石墨烯复合材料。
(3)将掺杂石墨烯复合材料分散为浓度为2.5mg/mL的水分散液，将麦尔多拉蓝配制成浓度为5mmol/L的水溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的胆固醇氧化酶溶液，采用PBS溶液(0.2mol/L、pH 7.0)配制浓度为5mg/mL的辣根过氧化物酶溶液，采用0.1mol/L NaOH溶液调节全氟磺酸树脂溶液至pH 7.0。将五种溶液以1:1:1:1:1体积比混合得到混合溶液。
(4)取5μL步骤(3)的混合溶液滴于步骤(1)的电极表面，在室温下晾干，得到基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极。
(5)将所得基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极与参比电极和对电极组成三电极体系(铂片电极为对电极，银/氯化银为参比电极)，得到所述检测胆固醇的生物传感器。
本实施例所得酶生物传感器在室温下进行电化学试验，均在10mL磷酸缓冲溶液(0.2mol/L、pH 7.0)中进行，测试之前通N2，测试过程中采用循环伏安法。其中空白对照未滴加胆固醇溶液，测试稳定后依次滴加400μL胆固醇溶液。
本实施例所得酶生物传感器在胆固醇浓度为0.192mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.027μA；在胆固醇浓度为0.370mmol/L时，测试的氧化峰催化电流为0.05μA。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器在胆固醇检测中的应用，其特征在于，所述基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器由参比电极、对电极及修饰后的工作电极组成，所述修饰后的工作电极由工作电极及固化在工作电极表面的物质识别膜组成，其中，所述物质识别膜由掺杂石墨烯复合材料、麦尔多拉蓝、胆固醇氧化酶、辣根过氧化物酶及全氟磺酸树脂组成；
所述基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器通过如下方法制备得到：
(1)对工作电极进行表面预处理；
(2)制备掺杂石墨烯复合材料：将氧化石墨加入到去离子水中超声剥离1～4h，然后加入FeCl3·6H2O溶液和吡咯单体，搅拌混合均匀后加入到水热反应器中，在120～240℃条件下水热还原8～24h后取出，冷冻干燥，得到所述掺杂石墨烯复合材料；
(3)将步骤(2)的掺杂石墨烯复合材料制备成掺杂石墨烯复合材料分散液，然后与麦尔多拉蓝溶液、胆固醇氧化酶溶液、辣根过氧化物酶溶液及全氟磺酸树脂溶液混合均匀得复合溶液；
(4)将复合溶液滴加到步骤(1)的电极表面，室温晾干，得到基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极；
(5)将基于掺杂石墨烯的酶修饰工作电极与参比电极和对电极组成三电极体系，得到所述基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器；
所述的工作电极为玻碳电极，参比电极为银/氯化银电极，对电极为铂片电极。
2.根据权利要求1所述的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器在胆固醇检测中的应用，其特征在于：步骤(1)中所述的表面预处理过程如下：将工作电极的表面依次用直径为0.3μm和0.05μm的Al2O3粉末抛光成镜面，再用水冲洗；然后依次在无水乙醇和水中超声清洗1min，取出用水洗净，晾干，然后置于铁氰化钾溶液中进行电极活化处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器在胆固醇检测中的应用，其特征在于所述氧化石墨通过如下方法制备：0～4℃条件下，往浓H2SO4中依次加入清洗后的石墨粉、NaNO3和KMnO4，搅拌反应90min至溶液呈紫绿色；然后升温至30～40℃搅拌反应90min，溶液依然呈紫绿色；再升温至70～100℃，加入去离子水和双氧水反应至溶液变成金黄色；将反应后的溶液用去离子水洗涤、离心、过滤，所得固体产物用去离子水超声清洗、干燥，得到所述氧化石墨。
4.根据权利要求3所述的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器在胆固醇检测中的应用，其特征在于所述清洗后的石墨粉通过如下方法制备：将天然鳞片状石墨粉加入到蒸馏水中，然后加入浓盐酸，在60～80℃水浴中加热并搅拌2h，真空抽滤后，依次用蒸馏水、丙酮、乙醇清洗，清洗完毕后，放入真空干燥箱中100℃烘干，之后用玛瑙研钵研磨成粉状备用。
5.根据权利要求1所述的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器在胆固醇检测中的应用，其特征在于：步骤(3)中所述掺杂石墨烯复合材料分散液的浓度为0.5～10mg/mL；所述麦尔多拉蓝溶液的浓度为1～10mmol/L；所述胆固醇氧化酶溶液的浓度为1～10mg/mL；所述辣根过氧化物酶溶液的浓度为1～10mg/mL；所述全氟磺酸树脂溶液的pH值为7.0；所述掺杂石墨烯复合材料分散液、麦尔多拉蓝溶液、胆固醇氧化酶溶液、辣根过氧化物酶溶液及全氟磺酸树脂溶液混合的体积比为1:1:1:1:1。
6.根据权利要求1所述的一种基于掺杂石墨烯的胆固醇传感器在胆固醇检测中的应用，其特征在于：所述掺杂石墨烯复合材料分散液采用水为分散溶剂，所述麦尔多拉蓝溶液以水为溶剂，所述胆固醇氧化酶溶液和辣根过氧化物酶溶液采用pH值为7.0，浓度为0.2mol/L的PBS溶液配制，所述全氟磺酸树脂溶液由0.1mol/LNaOH溶液调节。
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