CN112067680A - 氧化石墨烯/酶/聚苯胺lb修饰电极及制备方法和应用 - Google Patents
氧化石墨烯/酶/聚苯胺lb修饰电极及制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112067680A CN112067680A CN202010977717.7A CN202010977717A CN112067680A CN 112067680 A CN112067680 A CN 112067680A CN 202010977717 A CN202010977717 A CN 202010977717A CN 112067680 A CN112067680 A CN 112067680A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene oxide
- polyaniline
- film
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/36—Glass electrodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/48—Systems using polarography, i.e. measuring changes in current under a slowly-varying voltage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明提供一种氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极及制备方法和应用,属于生物传感器领域。氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极包括ITO玻璃电极,所述ITO玻璃电极表面修饰有氧化石墨烯/聚苯胺LB膜,所述氧化石墨烯/聚苯胺LB膜上固定有酶;所述氧化石墨烯/聚苯胺LB膜通过由内至外依次设置在ITO玻璃电极表面的氧化石墨烯LB膜、聚苯胺/硬脂酸LB膜形成。本发明通过LB技术将氧化石墨烯、聚苯胺等不同功能的材料固定在工作电极上,进而提高酶的检测效率。本发明的氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极用于胆固醇含量测定时,能够提高测定胆固醇含量的灵敏度、重现性和稳定性,且具有线性范围较宽,检出限较低的优点。
Description
技术领域
本发明属于生物传感器领域,具体涉及一种氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB修饰电极,另外,本发明还涉及上述氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB修饰电极的制备方法和应用。
背景技术
血清中总胆固醇包括游离胆固醇和胆固醇酯两部分,血清中以游离态存在的胆固醇约占总胆固醇的27%,中国正常人血清的总胆固醇为3.0-5.20mmol/L,如果血清胆固醇含量过高,则表示胆固醇代谢可能发生障碍,例如:冠状动脉粥样硬化患者的血清胆固醇含量往往偏高,因此临床化验上测定血清胆固醇含量将有助于某些疾病的诊断。
目前,血清胆固醇含量可以采用全胆固醇传感器测定,全胆固醇传感器的测定原理是:利用固定在电极表面的血红蛋白、胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶作为识别元件,通过测量电信号,实现血清胆固醇浓度的检测。全胆固醇传感器是生物传感器中研究较多的酶电极传感器之一,它可以简单并迅速地测定胆固醇,对冠状动脉粥样硬化病的诊断和治疗有着重要的实际意义。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有的用于测定胆固醇含量的电极传感器存在检测灵敏度低、重现性和稳定性差的缺陷。
发明内容
基于上述背景问题,本发明旨在提供一种氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极,利用LB膜的亲水性头基与胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶的残基之间的静电作用调控胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶在LB膜上的吸附,从而来构建生物传感器;然后利用LB复合传感器在不使用任何电子媒介体的条件下,利用蛋白和电极之间的直接电子转移,用于测定血清中总胆固醇含量,解决了现有传感器存在的检测灵敏度低、重现性和稳定性差的问题。本发明的另一目的是提供上述氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的制备方法和应用。
为达到上述目的,一方面,本发明实施例提供的技术方案是:
氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极,包括ITO玻璃电极,所述ITO玻璃电极表面修饰有氧化石墨烯/聚苯胺LB膜,所述氧化石墨烯/聚苯胺LB膜上固定有酶;所述氧化石墨烯/聚苯胺LB膜通过由内至外依次设置在ITO玻璃电极表面的氧化石墨烯LB膜、聚苯胺/硬脂酸LB膜形成。
在一个实施例中,所述氧化石墨烯LB膜为1-7层,所述聚苯胺/硬脂酸LB膜为3-7层。
另一方面,本发明实施例提供上述氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的制备方法,包括以下步骤:
氧化石墨烯LB膜的形成:将氧化石墨烯分散液滴入Langmuir槽中的亚相面上,使其铺展在气水表面上,待氧化石墨烯分散液的分散剂完全挥发后,将压力传感器归零,开始压缩滑障,即得到氧化石墨烯LB膜;
聚苯胺/硬脂酸LB膜的形成:将聚苯胺/硬脂酸的混合溶液滴加到Langmuir槽中的亚相面上,使其铺展在气水表面上,待聚苯胺/硬脂酸的混合溶液的溶剂完全挥发后,将压力传感器归零,开始压缩滑障,即得到有序密集排列的聚苯胺/硬脂酸LB膜;
氧化石墨烯/聚苯胺/硬脂酸LB膜修饰电极的形成:将氧化石墨烯LB膜转移沉积到ITO玻璃电极表面,将聚苯胺/硬脂酸LB膜转移沉积到氧化石墨烯LB膜上,即形成氧化石墨烯/聚苯胺/硬脂酸LB膜修饰电极;
氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的形成:将氧化石墨烯/聚苯胺/硬脂酸LB膜修饰电极浸泡在含有酶的缓冲溶液中即可。
在一个实施例中,氧化石墨烯LB膜形成时以去离子水作为亚相,聚苯胺/硬脂酸LB膜形成时以氯化镉水溶液作为亚相。
在一个实施例中,所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的浓度为0.05-0.2mg/mL。
优选地,所述氧化石墨烯分散液通过将氧化石墨烯分散到水和醇的混合液中制得,所述水和醇的混合液中水和醇的体积比为1:4-7。
在一个实施例中,所述聚苯胺/硬脂酸混合溶液中聚苯胺和硬脂酸的体积比为1:1-1.5,聚苯胺/硬脂酸混合溶液配制方法在于,将聚苯胺加入到硬脂酸溶液中,所述硬脂酸溶液通过将硬脂酸溶解到N-甲基吡咯烷酮形成。
另外,本发明实施例还提供上述氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极在胆固醇含量检测中的应用。
其中,以氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极作为工作电极,饱和甘汞电极作为参比电极,铂片电极为对电极,组成三电极系统;将所述三电极系统置于胆固醇溶液中,使用循环伏安曲线,在-1.0-1.0V区间,检测氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极对胆固醇的电化学响应。
在一个实施例中,所述胆固醇溶液的配制方法在于:将胆固醇粉末加入到TritonX-100中加热搅拌溶解,然后加入0.2M PBS溶液,定容至100ml即可。
与现有技术相比,本发明具有以下效果:
本发明利用LB膜的亲水性头基与胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶的残基之间的静电作用调控胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶在LB膜上的吸附,从而来构建生物传感器;然后利用LB复合传感器在不使用任何电子媒介体的条件下,利用蛋白和电极之间的直接电子转移,用于测定血清中总胆固醇含量,能够提高测定胆固醇含量的灵敏度、重现性和稳定性,且具有线性范围较宽,检出限较低的优点。
附图说明
图1为本发明实施例1中的氧化石墨烯单组分单分子膜的表面压-平均单分子膜面积的等温曲线图;
图2为本发明实施例4中的聚苯胺/硬脂酸混合组分单分子膜的表面压-平均单分子膜面积的等温曲线图;
图3为本发明实施例6中的不同修饰电极的循环伏安曲线,其中a为氧化石墨烯LB膜修饰电极,b为氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极,c为氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰;
图4为本发明实施例7中氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极形成的三电极体系在不同浓度的胆固醇溶液中的响应电流的标准曲线图;
图5为本发明对比例中氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极形成的三电极体系在不同浓度的胆固醇溶液中的响应电流的标准曲线图。
具体实施方式
为了解决现有用于测定胆固醇含量的电极传感器存在检测灵敏度低、重现性和稳定性差的缺陷,本发明提供一种氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极,包括ITO玻璃电极,所述ITO玻璃电极表面修饰有氧化石墨烯/聚苯胺LB膜,所述氧化石墨烯/聚苯胺LB膜上固定有酶;所述氧化石墨烯/聚苯胺LB膜通过由内至外依次设置在ITO玻璃电极表面的氧化石墨烯LB膜、聚苯胺/硬脂酸LB膜形成。
LB膜技术是一种构建有序超薄有机分子膜的技术,在一定压力下,两亲分子在固体基片上以垂直于基片表面的方式堆砌形成的规整有序的多分子膜,LB膜作为高度有序的分子集合体,具有以下超薄、可在常温常压下形成、需要的能量小、分子排列高度有序和各向异性等优点。
石墨烯具有比表面积大、导热性良好和导电性高等特点,同时还具有纳米材料的基本效应,如体积效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等,这些特性使石墨烯LB材料能够被应用于传感器的构建。蛋白质的活性中心深埋在多肽链内部,很难实现其与电极表面的直接电子交换,然而石墨烯材料具有较高的表面自由能,所以能够为蛋白质的固载提供更多的活性位点。
聚苯胺具有独特的和可控的化学和电气性能,环境、热和电化学稳定性能,可以作为氧化还原或酶反应中电子传递的有效介质,也可作为固定生物分子的合适基质。
因此本发明通过LB技术将氧化石墨烯\聚苯胺等不同功能的材料固定在工作电极上,进而提高酶的检测效率,具体利用LB膜的亲水性头基与胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶的残基之间的静电作用调控胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶在LB膜上的吸附,从而来构建生物传感器;然后利用LB复合传感器在不使用任何电子媒介体的条件下,利用蛋白和电极之间的直接电子转移,用于测定血清中总胆固醇含量,具有检测灵敏度高的优势,挺高了胆固醇检测的重现性和稳定性。
接下来通过具体实施例对发明的回收处理工艺进行详细描述。
实施例1
氧化石墨烯LB膜的形成,包括以下步骤:按照Langmuir槽操作方法的要求完成前期工作后,往槽中加入超纯水(电阻率18.2MΩ·cm)作为亚相,用氨水调节亚相pH值至约为10。用微量进样器移取5ml氧化石墨烯分散液,缓慢滴加至亚相水面上,使其铺展在水面上。
待溶剂完全挥发,将Langmuir槽的压力传感器归零,固定滑障速度为5cm2/min,开始压缩Langmuir槽中的滑障,得到有序密集排列的氧化石墨烯Langmuir膜(单分子层),记录单分子层的表面压-平均单分子层面积等温曲线,该步骤的操作至少重复三次以确保重现性,得到的氧化石墨烯单组分单分子膜的表面压-平均单分子膜面积的等温曲线如图1所示。
本实施例中,氧化石墨烯分散液的制备方法包括以下步骤:将氧化石墨烯分散在水和甲醇的混合溶液中,离心去除最小的氧化石墨烯薄片和团聚体,水和甲醇的混合溶液中水与甲醇的体积比为1:5,水和甲醇的混合溶液中氧化石墨烯的浓度为0.1mg/mL。
实施例2
氧化石墨烯LB膜的形成,与实施例1不同的是,本实施例的氧化石墨烯分散液的制备方法包括以下步骤:将氧化石墨烯分散在水和乙醇的混合溶液中,离心去除最小的氧化石墨烯薄片和团聚体,水和乙醇的混合溶液中水与乙醇的体积比为1:7,水和乙醇的混合溶液中氧化石墨烯的浓度为0.2mg/mL。
实施例3
氧化石墨烯LB膜的形成,与实施例1不同的是,本实施例的氧化石墨烯分散液的制备方法包括以下步骤:将氧化石墨烯分散在水和丙二醇醇的混合溶液中,离心去除最小的氧化石墨烯薄片和团聚体,水和乙醇的混合溶液中水与乙醇的体积比为1:4,水和乙醇的混合溶液中氧化石墨烯的浓度为0.05mg/mL。
实施例4
聚苯胺/硬脂酸LB膜的形成,包括以下步骤:按照Langmuir槽操作方法的要求完成前期工作后,往槽中加入氯化镉水溶液(电阻率18.2MΩ·cm)作为亚相,用氨水调节亚相pH值至约为10。用微量进样器缓慢滴加4ml的聚苯胺/硬脂酸的混合溶液至亚相水面上,待溶剂完全挥发,将压力传感器归零,固定滑障速度为5cm2/min,开始压缩滑障,在单分子膜表面压-平均单分子膜面积等温曲线固态段一半所对应的单分子膜表面压时停止压缩,则得到有序密集排列的聚苯胺/硬脂酸Langmuir膜(单分子层),记录单分子层的表面压-平均单分子层面积等温曲线和混合组份薄膜的塌陷压以确定单分子层转移的表面压。该步骤操作至少重复三次以确保重现性。得到的聚苯胺/硬脂酸混合组分单分子膜的表面压-平均单分子膜面积的等温曲线如图2所示。
本实施例中聚苯胺/硬脂酸混合溶液的制备方法包括以下步骤:配制0.08mg/ml的聚苯胺溶液和0.08mg/ml的硬脂酸溶液,硬脂酸溶液通过将硬脂酸溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中得到,然后将聚苯胺溶液与硬脂酸溶液按照体积比为1:1的配比混合超声处理约2h即可。
实施例5
聚苯胺/硬脂酸LB膜的形成,与实施例4不同的是,本实施例中聚苯胺/硬脂酸混合溶液的制备方法包括以下步骤:配制0.08mg/ml的聚苯胺溶液和0.08mg/ml的硬脂酸溶液,硬脂酸溶液通过将硬脂酸溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中得到,然后将聚苯胺溶液与硬脂酸溶液按照体积比为1:1.5的配比混合超声处理约2h即可。
实施例6
氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的制备,包括以下步骤:
(1)将实施例1制备的氧化石墨烯LB膜以5mm/min的拉膜速度转移到ITO玻璃电极上,氧化石墨烯LB膜的层数为5层;
(2)利用LB技术,以5mm/s的速度将实施例2制备的聚苯胺/硬脂酸LB膜转移、并沉积在步骤(1)中的氧化石墨烯LB膜上,聚苯胺/硬脂酸LB膜的层数为5层,即形成氧化石墨烯/聚苯胺/硬脂酸LB膜修饰电极;
(3)将步骤(2)得到的氧化石墨烯/聚苯胺/硬脂酸LB膜修饰电极置入1%的戊二醛溶液中,在37℃浸泡6h,然后用去离子水冲洗,然后将氧化石墨烯/聚苯胺/硬脂酸LB膜修饰电极浸泡在含有胆固醇氧化酶的磷酸盐缓冲溶液中12h,胆固醇氧化酶分子中存在的赖氨酸或羟基赖氨酸的胺基与戊二醛的醛基之间形成共价键,从而得到氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极。
本实施例中磷酸盐缓冲溶液的浓度为0.05M,pH=7,其制备方法包括以下步骤:
(1)0.2M的PBS溶液的配制:
称取4.56g的K2HPO4·3H2O,溶于100ml 0.9%的生理盐水中,形成溶液A;
称取3.12g的NaH2PO4·2H2O,溶于100ml 0.9%生理盐水中,形成溶液B;
分别取溶液A 62ml,溶液B 38ml混合。
(2)0.05M的PBS溶液的配制:
取25ml 0.2M的PBS溶液,定容至100ml即可。
本实施例中含有胆固醇氧化酶的磷酸盐缓冲溶液中胆固醇氧化酶的浓度为0.2μg/ml。
以修饰电极作为工作电极,饱和甘汞电极作为参比电极,铂片电极为对电极,组成三电极系统;将所述三电极系统置于胆固醇溶液中,在-1.0-1.0V区间,以0.1V/s的扫描速度进行线性伏安扫描,得到如图3所示的循环伏安曲线。其中,胆固醇溶液通过将胆固醇溶解于0.1mol/L PBS缓冲溶液中得到,胆固醇溶液的浓度为0.77mg/dL。
图3中,a为氧化石墨烯LB膜修饰电极,b为氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极,c为氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰。
实施例7
氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极在胆固醇含量测定中的应用,包括以下步骤:
(1)以氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极作为工作电极,饱和甘汞电极作为参比电极,铂片电极为对电极,组成三电极系统;
(2)将所述三电极系统置于胆固醇溶液中,使用循环伏安曲线,在-1.0-1.0V区间,以0.1V/s的扫描速度进行线性伏安扫描,检测氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极对胆固醇的电化学响应;具体是将三电极体系置于不同浓度的胆固醇溶液中(0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0mg/dL),以电流I(mA)对胆固醇浓度c作图,建立标准曲线方程。氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极形成的三电极体系在不同浓度的胆固醇溶液中的响应电流的标准曲线图如图4所示。
本实施例中的胆固醇溶液是通过将胆固醇溶解到Triton X-100中得到的,胆固醇溶液在低温下储存会有少量沉淀析出,在每次使用之前要置于70℃温水浴至溶液澄清。
如图4所示,本实施例得到的标准曲线的线性方程为I(mA)=-0.5717x-1.4266,相关系数为R2=0.9942,检测限为2.2828mA(mgdL-1cm-2),灵敏度为:0.87mg/dL。
对比例
氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极的制备,包括以下步骤:
(1)将实施例1制备的氧化石墨烯LB膜以5mm/min的拉膜速度转移到ITO玻璃电极上,氧化石墨烯LB膜的层数为5层;
(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯LB膜修饰电极置入1%的戊二醛溶液中,在37℃浸泡6h,然后用去离子水冲洗,然后将氧化石墨烯LB膜修饰电极浸泡在含有胆固醇氧化酶的磷酸盐缓冲溶液中12h,胆固醇氧化酶分子中存在的赖氨酸或羟基赖氨酸的胺基与戊二醛的醛基之间形成共价键,从而得到氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极。
将对比例制备的氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极用于胆固醇含量的测定,包括以下步骤:
(1)以氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极作为工作电极,饱和甘汞电极作为参比电极,铂片电极为对电极,组成三电极系统;
(2)将所述三电极系统置于胆固醇溶液中,使用循环伏安曲线,在-1.0-1.0V区间,以0.1V/s的扫描速度进行线性伏安扫描,检测氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极对胆固醇的电化学响应;具体是将三电极体系置于不同浓度的胆固醇溶液中(0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0mg/dL),以电流I(mA)对胆固醇浓度c作图,建立标准曲线方程。
氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极形成的三电极体系在不同浓度的胆固醇溶液中的响应电流的标准曲线如图5所示,线性方程为I(mA)=-0.5951x-1.3767,相关系数为R2=0.9638,检测限为2.3804mA(mgdL-1cm-2),灵敏度为:0.73mg/dL。
将实施例7和对比例1相比可以得到:氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极测定胆固醇含量时的检测限为2.2828mA(mgdL-1cm-2),灵敏度为:0.87mg/dL;氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极测定胆固醇含量时的检测限为2.3804mA(mgdL-1cm-2),灵敏度为:0.73mg/dL,说明氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极相较于氧化石墨烯/酶LB膜修饰电极具有更低的检测限。
应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极,包括ITO玻璃电极,其特征在于,所述ITO玻璃电极表面修饰有氧化石墨烯/聚苯胺LB膜,所述氧化石墨烯/聚苯胺LB膜上固定有酶;
所述氧化石墨烯/聚苯胺LB膜通过由内至外依次设置在ITO玻璃电极表面的氧化石墨烯LB膜、聚苯胺/硬脂酸LB膜形成。
2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极,其特征在于,所述氧化石墨烯LB膜为1-7层,所述聚苯胺/硬脂酸LB膜为3-7层。
3.氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
氧化石墨烯LB膜的形成:将氧化石墨烯分散液滴入Langmuir槽中的亚相面上,使其铺展在气水表面上,待氧化石墨烯分散液的分散剂完全挥发后,将压力传感器归零,开始压缩滑障,即得到氧化石墨烯LB膜;
聚苯胺/硬脂酸LB膜的形成:将聚苯胺/硬脂酸的混合溶液滴加到Langmuir槽中的亚相面上,使其铺展在气水表面上,待聚苯胺/硬脂酸的混合溶液的溶剂完全挥发后,将压力传感器归零,开始压缩滑障,即得到有序密集排列的聚苯胺/硬脂酸LB膜;
氧化石墨烯/聚苯胺/硬脂酸LB膜修饰电极的形成:将氧化石墨烯LB膜转移沉积到ITO玻璃电极表面,再将聚苯胺/硬脂酸LB膜转移沉积到氧化石墨烯LB膜上,即形成氧化石墨烯/聚苯胺/硬脂酸LB膜修饰电极;
氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的形成:将氧化石墨烯/聚苯胺/硬脂酸LB膜修饰电极浸泡在含有酶的缓冲溶液中即可。
4.根据权利要求3所述的氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的制备方法,其特征在于,氧化石墨烯LB膜形成时以超纯水作为亚相,聚苯胺/硬脂酸LB膜形成时以氯化镉水溶液作为亚相。
5.根据权利要求3所述的氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的浓度为0.05-0.2mg/mL。
6.根据权利要求5所述的氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯分散液通过将氧化石墨烯分散到水和醇的混合液中制得,所述水和醇的混合液中水和醇的体积比为1:4-7。
7.根据权利要求3所述的氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极的制备方法,其特征在于,所述聚苯胺/硬脂酸混合溶液中聚苯胺和硬脂酸的体积比为1:1-1.5,聚苯胺/硬脂酸混合溶液配制方法在于,将聚苯胺加入到硬脂酸溶液中,所述硬脂酸溶液通过将硬脂酸溶解到N-甲基吡咯烷酮形成。
8.一种如权利要求1或2所述的氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极在胆固醇含量检测中的应用。
9.根据权利要求8所述的氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极在胆固醇含量检测中的应用,其特征在于,
以氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极作为工作电极,饱和甘汞电极作为参比电极,铂片电极为对电极,组成三电极系统;
将所述三电极系统置于胆固醇溶液中,使用循环伏安曲线,在-1.0-1.0V区间,检测氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极对胆固醇的电化学响应。
10.根据权利要求9所述的氧化石墨烯/酶/聚苯胺LB膜修饰电极在胆固醇含量检测中的应用,其特征在于,所述胆固醇溶液的配制方法在于,将胆固醇粉末加入到Triton X-100中加热搅拌溶解,然后加入0.2M PBS溶液,定容至100ml即可。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010977717.7A CN112067680B (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 氧化石墨烯/酶/聚苯胺lb修饰电极及制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010977717.7A CN112067680B (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 氧化石墨烯/酶/聚苯胺lb修饰电极及制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112067680A true CN112067680A (zh) | 2020-12-11 |
CN112067680B CN112067680B (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=73680518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010977717.7A Active CN112067680B (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 氧化石墨烯/酶/聚苯胺lb修饰电极及制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112067680B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113447446A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 西南大学 | 利用斜入射光反射差定量检测还原性多组分生物小分子的芯片及应用和检测方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103396573A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-11-20 | 电子科技大学 | 一种复合纳米薄膜的制备方法 |
CN104629066A (zh) * | 2014-05-09 | 2015-05-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 薄膜自组装制备方法及其装置 |
CN105717176A (zh) * | 2008-09-02 | 2016-06-29 | 多伦多大学董事局 | 纳米结构的微电极以及集成所述微电极的生物传感器件 |
CN105928996A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-09-07 | 山东省科学院新材料研究所 | 氧化石墨烯与聚苯胺修饰电极的制备及组装的电化学检测装置 |
CN108918624A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-30 | 华南理工大学 | 一种检测多巴胺的酶生物传感器及其制备与应用 |
CN109813781A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-28 | 厦门大学 | 一种胺脱氢酶电极及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-09-17 CN CN202010977717.7A patent/CN112067680B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105717176A (zh) * | 2008-09-02 | 2016-06-29 | 多伦多大学董事局 | 纳米结构的微电极以及集成所述微电极的生物传感器件 |
CN103396573A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-11-20 | 电子科技大学 | 一种复合纳米薄膜的制备方法 |
CN104629066A (zh) * | 2014-05-09 | 2015-05-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 薄膜自组装制备方法及其装置 |
CN105928996A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-09-07 | 山东省科学院新材料研究所 | 氧化石墨烯与聚苯胺修饰电极的制备及组装的电化学检测装置 |
CN108918624A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-30 | 华南理工大学 | 一种检测多巴胺的酶生物传感器及其制备与应用 |
CN109813781A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-28 | 厦门大学 | 一种胺脱氢酶电极及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
APOSTOLOS MICHOPOULOS等: "PERFORMANCE OF LAYER-BY-LAYER DEPOSITED LOW DIMENSIONAL BUILDING BLOCKS OF GRAPHENE-PRUSSIAN BLUE ONTO GRAPHITE SCREEN-PRINTED ELECTRODES AS SENSORS FOR HYDROGEN PEROXIDE", 《ELECTROCHIMICA ACTA》 * |
HITOSHI OHNUKI等: "Amperometric cholesterol biosensors based on hybrid organic–inorganic Langmuir–Blodgett films", 《THIN SOLID FILMS》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113447446A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 西南大学 | 利用斜入射光反射差定量检测还原性多组分生物小分子的芯片及应用和检测方法 |
CN113447446B (zh) * | 2021-06-28 | 2023-05-05 | 西南大学 | 利用斜入射光反射差定量检测还原性多组分生物小分子的芯片及应用和检测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112067680B (zh) | 2022-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dakshayini et al. | Role of conducting polymer and metal oxide-based hybrids for applications in ampereometric sensors and biosensors | |
Alqarni et al. | Composite material–based conducting polymers for electrochemical sensor applications: a mini review | |
Yang et al. | Three-dimensional gold nanoparticles/prussian blue-poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) nanocomposite as novel redox matrix for label-free electrochemical immunoassay of carcinoembryonic antigen | |
Gavalas et al. | Carbon nanotube aqueous sol-gel composites: enzyme-friendly platforms for the development of stable biosensors | |
Ou et al. | A novel amperometric immunosensor based on layer-by-layer assembly of gold nanoparticles–multi-walled carbon nanotubes-thionine multilayer films on polyelectrolyte surface | |
Li et al. | Rational design and applications of conducting polymer hydrogels as electrochemical biosensors | |
Jia et al. | Direct electrochemistry and electrocatalysis of horseradish peroxidase immobilized in sol–gel-derived tin oxide/gelatin composite films | |
Lu et al. | Carbon nanofiber-based composites for the construction of mediator-free biosensors | |
Lei et al. | Conducting polymer composites with graphene for use in chemical sensors and biosensors | |
Shi et al. | A novel label-free amperometric immunosensor for carcinoembryonic antigen based on redox membrane | |
Yu et al. | Glucose sensor for flow injection analysis of serum glucose based on immobilization of glucose oxidase in titania sol–gel membrane | |
Rahmanian et al. | Electrochemical fabrication of ZnO-polyvinyl alcohol nanostructured hybrid film for application to urea biosensor | |
Jiang et al. | Amperometric immunosensor based on multiwalled carbon nanotubes/Prussian blue/nanogold-modified electrode for determination of α-fetoprotein | |
Zhang et al. | Electrochemical preparation of surface molecularly imprinted poly (3-aminophenylboronic acid)/MWCNTs nanocomposite for sensitive sensing of epinephrine | |
Freeman et al. | Monolayer-protected nanoparticle doped xerogels as functional components of amperometric glucose biosensors | |
Zhang et al. | A highly-sensitive VB2 electrochemical sensor based on one-step co-electrodeposited molecularly imprinted WS2-PEDOT film supported on graphene oxide-SWCNTs nanocomposite | |
Zheng et al. | An amperometric biosensor based on hemoglobin immobilized in poly (ɛ-caprolactone) film and its application | |
Wang et al. | A novel immunosensor based on gold nanoparticles and poly-(2, 6-pyridinediamine)/multiwall carbon nanotubes composite for immunoassay of human chorionic gonadotrophin | |
Liu et al. | Mussel-inspired biopolymer modified 3D graphene foam for enzyme immobilization and high performance biosensor | |
Yarkaeva et al. | Polyaniline and poly (2-methoxyaniline) based molecular imprinted polymer sensors for amoxicillin voltammetric determination | |
Buber et al. | A bio-sensing platform utilizing a conjugated polymer, carbon nanotubes and PAMAM combination | |
Su et al. | Solid-state electrochemiluminescence analysis with coreactant of the immobilized tris (2, 2′-bipyridyl) ruthenium | |
CN107941889A (zh) | 一种二氧化锡‑三维石墨烯纳米复合材料固定蛋白质修饰电极的制备及电化学传感应用研究 | |
Şenel et al. | A novel amperometric glucose biosensor based on reconstitution of glucose oxidase on thiophene-3-boronic acid polymer layer | |
CN112067680B (zh) | 氧化石墨烯/酶/聚苯胺lb修饰电极及制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |