CN117517420A - 一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,涉及葡萄糖氧化酶传感器加工技术领域,包括以下步骤:(1)修饰剂制备;(2)得到预处理电极;(3)得到修饰电极;(4)将修饰电极在葡萄糖氧化酶液中浸泡,然后取出,PBS磷酸缓冲液淋洗,经过干燥,再进行表面滴加Nafion溶液,再进行干燥,将酶固定到电极表面,制得葡萄糖氧化酶传感器;本发明提供了一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,经过本发明多重处理的结合,能够显著的改善提高葡萄糖氧化酶传感器电流响应灵敏度,通过电流响应灵敏度的提高,能够进一步的提高检测准确度,对于检测范围,检测极限均具有明显的提高。
Description
技术领域
本发明属于葡萄糖氧化酶传感器加工技术领域,特别是一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器。
背景技术
葡萄糖是动植物体内重要的碳水化合物,使活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物。
血糖对人体健康非常重要,但血糖过高会引起糖尿病,继而诱发心血管、高血压、神经紊乱等多种病症,危害人的生命健康。
急性低血糖会危及生命,高血糖会出现多种并发症,对人体的许多器官会有严重的损害;并且糖尿病在我国的发病率较高;糖尿病是一种严重的慢性疾病,是全球最危急的健康问题之一,合理的血糖管理对患者而言至关重要,也是指导胰岛素治疗的必要依据。但是,传统的指尖采血式血糖检测伴随着强烈痛感,大大降低了患者的依从性,导致血糖管理不合理,从而无法进行有效地治疗。
因全球迅猛增加的糖尿病患者需每天定时检测葡萄糖来控制血糖,使对葡萄糖检测的需求增加。
在大多数的葡萄糖传感器中,由于葡萄糖氧化酶对葡萄糖分子具有良好的选择性和较高的特异性,所以常被应用于葡萄糖检测中。
葡萄糖氧化酶(GOD)是由两条相同的多肽链组成的一个二聚体分子,是一种氧化还原酶,分子量约在150~185kDa之间,两条肽链中分别含有一个相同的黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。
然而,葡萄糖氧化酶与裸露的电极表面直接接触通常会引起蛋白质的结构与功能发生变化,并失去生物活性,使蛋白质在电极上的电子传递受到抑制;而且蛋白质的活性中心被包埋在双螺旋结构中,不能接近电极表面,因此难以实现蛋白质与电极间的直接电子传递,从而造成传感器的检测精准度明显下降。
因此,需要对现有技术进行进一步的改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下:
一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,包括以下步骤:
(1)修饰剂制备:
首先,对碳纳米管进行改性修饰处理,得到预处理碳纳米管;
将壳聚糖添加到乙酸溶液中,搅拌至壳聚糖溶解,得到壳聚糖溶液;
将纤维素添加到水中,然后再进行滴加硫酸溶液,边滴加边搅拌,当纤维素完全溶解后,继续搅拌30-40min,调节pH至中性,得到纤维素混合液;
将预处理纳米管添加到壳聚糖溶液中,然后进行搅拌10-15min,再在常温下,进行超声波处理10min,得到第一分散液;
将第一分散液添加到纤维素混合液中,搅拌10-15min,然后再调节温度至60-68℃,超声波处理12min,得到修饰剂;
(2)将丝网印刷碳电极先置于质量分数为5%的氢氧化钠溶液浸泡处理30min,其中浸泡温度为70℃,然后取出,清水清洗,干燥;
将经过氢氧化钠溶液浸泡处理后的丝网印刷碳电极置于氯化钴与氯化铈混合溶液中,于0.8V-1.5V范围内,以扫速100-120mV/s循环伏安扫描20圈,得到预处理电极;
(3)用微量移液器吸取修饰剂,然后再均匀滴加到上述得到的预处理电极表面,其中,预处理电极表面滴加修饰剂的质量比例为30:1-1.5,然后再置于紫外汞灯的正下方,均匀照射1-1.5小时,再置于干燥箱内于30℃温度下,干燥处理2小时,得到修饰电极;
(4)将修饰电极在葡萄糖氧化酶液中浸泡20-24h,然后取出,PBS磷酸缓冲液淋洗,经过干燥,再进行表面滴加Nafion溶液,Nafion溶液与修饰电极质量比例为1:20,再进行干燥,将酶固定到电极表面,制得葡萄糖氧化酶传感器。
作为进一步的技术方案:步骤(1)中所述预处理碳纳米管制备方法为:
首先,将30g的碳纳米管添加到200mL的硝酸溶液中,调节温度至75℃,保温搅拌40min,然后进行抽滤,水洗至中性,干燥,得到处理碳纳米管;
将上述制备得到的处理碳纳米管添加到150mL的正辛醇中,然后再添加10mL的硫酸溶液,调节温度至80℃,保温搅拌2小时,然后进行抽滤,水洗至中性,真空干燥,即可。
作为进一步的技术方案:所述真空干燥温度为55℃,真空干燥时间为2小时。
作为进一步的技术方案:步骤(1)中所述乙酸溶液质量分数为3-4%;
壳聚糖溶液的质量分数为2.2-2.8%。
作为进一步的技术方案:步骤(1)中所述纤维素混合液质量分数为1.5-1.8%;
其中,硫酸溶液质量分数为10%。
作为进一步的技术方案:步骤(1)中所述预处理碳纳米管与壳聚糖溶液混合比例为3-5g:120mL;
所述超声波处理的频率为35kHz;
所述第一分散液与纤维素混合液混合体积比为3:1。
作为进一步的技术方案:步骤(2)中所述氯化钴与氯化铈混合溶液中氯化钴的浓度为1.5-2mmol/L;
氯化铈的浓度为0.001-0.002mmol/L。
作为进一步的技术方案:所述步骤(3)中紫外灯的波长为254nm,光功率为0.8mW,照射距离为12cm。
作为进一步的技术方案:步骤(4)所述葡萄糖氧化酶液中酶活力为500-5000U/mL。
作为进一步的技术方案:步骤(4)中所述Nafion溶液质量分数为0.5%。
制成的葡萄糖氧化酶传感器保存于4℃温度下中备用。
首先,本发明制备得到的葡萄糖氧化酶传感器,能够有效的避免葡萄糖氧化酶与裸露的电极表面直接接触通常会引起蛋白质的结构与功能发生变化的现象产生,从而,能够有效的保护葡萄牙氧化酶的生物活性,使蛋白质在电极上的电子传递不受到影响。
本发明制备的葡萄糖氧化酶传感器用于检测葡萄糖的线性范围为6.5×10-6-1.0×10-4mol/L。
本发明通过多重处理对葡萄糖氧化酶电极进行了修饰处理,具体体现在从微观的角度进行多重修饰处理,使得修饰后的电极能够大幅度的改善提高了葡萄糖氧化酶的活性中心与电极之间直接电子传递的效率,同时经过预处理的碳纳米管粒子与Co粒子还能够协同体现出电子传递导线的作用。
碳纳米管具有较好的导电性和生物相容性以及催化活性,可以提高电极的电化学反应速率,提高电极的电流密度,减少电极的极化,提高电极的稳定性。本发明通过对碳纳米管进行了预处理,能够提高其分散性,避免聚集效应的产生,同时,能够与壳聚糖、纳米纤维素等进行结合到电极表面,从而能够有效的改善生物分子氧化还原的可逆性;并且,由于碳纳米管具有导电的作用,能够起到分子导线的作用。
本发明通过多重处理的结合,能够有效的提高固定生物酶分子的功能,从而拓宽了传感器检测范围。
壳聚糖与葡萄糖氧化酶可形成稳定的离子对,且壳聚糖有良好的成膜性,壳聚糖能够使生物酶很好地固定于Nafion的保护膜上。
通过最后滴加Nafion溶液,能够覆盖一层Nafion的保护膜,从而能够显著的改善提高葡萄糖氧化酶传感器的选择性和稳定性。
有益效果:
本发明提供了一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,经过本发明多重处理的结合,能够显著的改善提高葡萄糖氧化酶传感器电流响应灵敏度,通过电流响应灵敏度的提高,能够进一步的提高检测准确度,对于检测范围,检测极限均具有明显的提高。
本发明制备的葡萄糖氧化酶传感器具有更高的稳定性,长时间存贮,其检测稳定性降低幅度较小,表明本发明制备的传感器就优异的长期稳定性。
本发明通过对电极的多重叠加处理,不仅能够更好的固定葡萄糖氧化酶,同时,能够保持葡萄糖氧化酶较高的酶活性,从而提高检测稳定性与灵敏度。
附图说明
图1是对比放置时间对传感器后续灵敏度相较于初始检测值的衰减百分比的影响图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,包括以下步骤:
(1)修饰剂制备:
首先,对碳纳米管进行改性修饰处理,得到预处理碳纳米管;
将壳聚糖添加到乙酸溶液中,搅拌至壳聚糖溶解,得到壳聚糖溶液;
将纤维素添加到水中,然后再进行滴加硫酸溶液,边滴加边搅拌,当纤维素完全溶解后,继续搅拌30min,调节pH至中性,得到纤维素混合液;
将预处理纳米管添加到壳聚糖溶液中,然后进行搅拌10min,再在常温下,进行超声波处理10min,得到第一分散液;
将第一分散液添加到纤维素混合液中,搅拌10min,然后再调节温度至60℃,超声波处理12min,得到修饰剂;预处理碳纳米管制备方法为:
首先,将30g的碳纳米管添加到200mL的硝酸溶液中,调节温度至75℃,保温搅拌40min,然后进行抽滤,水洗至中性,干燥,得到处理碳纳米管;
将上述制备得到的处理碳纳米管添加到150mL的正辛醇中,然后再添加10mL的硫酸溶液,调节温度至80℃,保温搅拌2小时,然后进行抽滤,水洗至中性,真空干燥,即可。
其中,所述真空干燥温度为55℃,真空干燥时间为2小时。
其中,所述乙酸溶液质量分数为3%;
壳聚糖溶液的质量分数为2.2%。
其中,所述纤维素混合液质量分数为1.5%;
其中,硫酸溶液质量分数为10%。
其中,预处理碳纳米管与壳聚糖溶液混合比例为3g:120mL;
所述超声波处理的频率为35kHz;
所述第一分散液与纤维素混合液混合体积比为3:1;
(2)将丝网印刷碳电极先置于质量分数为5%的氢氧化钠溶液浸泡处理30min,其中浸泡温度为70℃,然后取出,清水清洗,干燥;
将经过氢氧化钠溶液浸泡处理后的丝网印刷碳电极置于氯化钴与氯化铈混合溶液中,于0.8V范围内,以扫速100mV/s循环伏安扫描20圈,得到预处理电极;氯化钴与氯化铈混合溶液中氯化钴的浓度为1.5mmol/L;
氯化铈的浓度为0.001mmol/L;
(3)用微量移液器吸取修饰剂,然后再均匀滴加到上述得到的预处理电极表面,其中,预处理电极表面滴加修饰剂的质量比例为30:1,然后再置于紫外汞灯的正下方,均匀照射1小时,再置于干燥箱内于30℃温度下,干燥处理2小时,得到修饰电极;紫外灯的波长为254nm,光功率为0.8mW,照射距离为12cm;
(4)将修饰电极在葡萄糖氧化酶液中浸泡20h,然后取出,PBS磷酸缓冲液淋洗,经过干燥,再进行表面滴加Nafion溶液,Nafion溶液与修饰电极质量比例为1:20,再进行干燥,将酶固定到电极表面,制得葡萄糖氧化酶传感器;葡萄糖氧化酶液中酶活力为2000U/mL。
Nafion溶液质量分数为0.5%。
实施例2
一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,包括以下步骤:
(1)修饰剂制备:
首先,对碳纳米管进行改性修饰处理,得到预处理碳纳米管;
将壳聚糖添加到乙酸溶液中,搅拌至壳聚糖溶解,得到壳聚糖溶液;
将纤维素添加到水中,然后再进行滴加硫酸溶液,边滴加边搅拌,当纤维素完全溶解后,继续搅拌35min,调节pH至中性,得到纤维素混合液;
将预处理纳米管添加到壳聚糖溶液中,然后进行搅拌12min,再在常温下,进行超声波处理10min,得到第一分散液;
将第一分散液添加到纤维素混合液中,搅拌12min,然后再调节温度至65℃,超声波处理12min,得到修饰剂;预处理碳纳米管制备方法为:
首先,将30g的碳纳米管添加到200mL的硝酸溶液中,调节温度至75℃,保温搅拌40min,然后进行抽滤,水洗至中性,干燥,得到处理碳纳米管;
将上述制备得到的处理碳纳米管添加到150mL的正辛醇中,然后再添加10mL的硫酸溶液,调节温度至80℃,保温搅拌2小时,然后进行抽滤,水洗至中性,真空干燥,即可。
其中,所述真空干燥温度为55℃,真空干燥时间为2小时。
其中,所述乙酸溶液质量分数为3.3%;
壳聚糖溶液的质量分数为2.5%。
其中,所述纤维素混合液质量分数为1.6%;
其中,硫酸溶液质量分数为10%。
其中,预处理碳纳米管与壳聚糖溶液混合比例为3.5g:120mL;
所述超声波处理的频率为35kHz;
所述第一分散液与纤维素混合液混合体积比为3:1;
(2)将丝网印刷碳电极先置于质量分数为5%的氢氧化钠溶液浸泡处理30min,其中浸泡温度为70℃,然后取出,清水清洗,干燥;
将经过氢氧化钠溶液浸泡处理后的丝网印刷碳电极置于氯化钴与氯化铈混合溶液中,于1.0V范围内,以扫速105mV/s循环伏安扫描20圈,得到预处理电极;氯化钴与氯化铈混合溶液中氯化钴的浓度为1.8mmol/L;
氯化铈的浓度为0.0012mmol/L;
(3)用微量移液器吸取修饰剂,然后再均匀滴加到上述得到的预处理电极表面,其中,预处理电极表面滴加修饰剂的质量比例为30:1.2,然后再置于紫外汞灯的正下方,均匀照射1.1小时,再置于干燥箱内于30℃温度下,干燥处理2小时,得到修饰电极;紫外灯的波长为254nm,光功率为0.8mW,照射距离为12cm;
(4)将修饰电极在葡萄糖氧化酶液中浸泡22h,然后取出,PBS磷酸缓冲液淋洗,经过干燥,再进行表面滴加Nafion溶液,Nafion溶液与修饰电极质量比例为1:20,再进行干燥,将酶固定到电极表面,制得葡萄糖氧化酶传感器;葡萄糖氧化酶液中酶活力为2000U/mL。
Nafion溶液质量分数为0.5%。
实施例3
一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,包括以下步骤:
(1)修饰剂制备:
首先,对碳纳米管进行改性修饰处理,得到预处理碳纳米管;
将壳聚糖添加到乙酸溶液中,搅拌至壳聚糖溶解,得到壳聚糖溶液;
将纤维素添加到水中,然后再进行滴加硫酸溶液,边滴加边搅拌,当纤维素完全溶解后,继续搅拌38min,调节pH至中性,得到纤维素混合液;
将预处理纳米管添加到壳聚糖溶液中,然后进行搅拌13min,再在常温下,进行超声波处理10min,得到第一分散液;
将第一分散液添加到纤维素混合液中,搅拌12min,然后再调节温度至63℃,超声波处理12min,得到修饰剂;预处理碳纳米管制备方法为:
首先,将30g的碳纳米管添加到200mL的硝酸溶液中,调节温度至75℃,保温搅拌40min,然后进行抽滤,水洗至中性,干燥,得到处理碳纳米管;
将上述制备得到的处理碳纳米管添加到150mL的正辛醇中,然后再添加10mL的硫酸溶液,调节温度至80℃,保温搅拌2小时,然后进行抽滤,水洗至中性,真空干燥,即可。
其中,所述真空干燥温度为55℃,真空干燥时间为2小时。
其中,所述乙酸溶液质量分数为3.8%;
壳聚糖溶液的质量分数为2.6%。
其中,所述纤维素混合液质量分数为1.6%;
其中,硫酸溶液质量分数为10%。
其中,预处理碳纳米管与壳聚糖溶液混合比例为4g:120mL;
所述超声波处理的频率为35kHz;
所述第一分散液与纤维素混合液混合体积比为3:1;
(2)将丝网印刷碳电极先置于质量分数为5%的氢氧化钠溶液浸泡处理30min,其中浸泡温度为70℃,然后取出,清水清洗,干燥;
将经过氢氧化钠溶液浸泡处理后的丝网印刷碳电极置于氯化钴与氯化铈混合溶液中,于1.2V范围内,以扫速110mV/s循环伏安扫描20圈,得到预处理电极;氯化钴与氯化铈混合溶液中氯化钴的浓度为1.8mmol/L;
氯化铈的浓度为0.0015mmol/L;
(3)用微量移液器吸取修饰剂,然后再均匀滴加到上述得到的预处理电极表面,其中,预处理电极表面滴加修饰剂的质量比例为30:1.2,然后再置于紫外汞灯的正下方,均匀照射1.2小时,再置于干燥箱内于30℃温度下,干燥处理2小时,得到修饰电极;紫外灯的波长为254nm,光功率为0.8mW,照射距离为12cm;
(4)将修饰电极在葡萄糖氧化酶液中浸泡22h,然后取出,PBS磷酸缓冲液淋洗,经过干燥,再进行表面滴加Nafion溶液,Nafion溶液与修饰电极质量比例为1:20,再进行干燥,将酶固定到电极表面,制得葡萄糖氧化酶传感器;葡萄糖氧化酶液中酶活力为2000U/mL。
Nafion溶液质量分数为0.5%。
实施例4
一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,包括以下步骤:
(1)修饰剂制备:
首先,对碳纳米管进行改性修饰处理,得到预处理碳纳米管;
将壳聚糖添加到乙酸溶液中,搅拌至壳聚糖溶解,得到壳聚糖溶液;
将纤维素添加到水中,然后再进行滴加硫酸溶液,边滴加边搅拌,当纤维素完全溶解后,继续搅拌40min,调节pH至中性,得到纤维素混合液;
将预处理纳米管添加到壳聚糖溶液中,然后进行搅拌15min,再在常温下,进行超声波处理10min,得到第一分散液;
将第一分散液添加到纤维素混合液中,搅拌15min,然后再调节温度至68℃,超声波处理12min,得到修饰剂;预处理碳纳米管制备方法为:
首先,将30g的碳纳米管添加到200mL的硝酸溶液中,调节温度至75℃,保温搅拌40min,然后进行抽滤,水洗至中性,干燥,得到处理碳纳米管;
将上述制备得到的处理碳纳米管添加到150mL的正辛醇中,然后再添加10mL的硫酸溶液,调节温度至80℃,保温搅拌2小时,然后进行抽滤,水洗至中性,真空干燥,即可。
其中,所述真空干燥温度为55℃,真空干燥时间为2小时。
其中,所述乙酸溶液质量分数为4%;
壳聚糖溶液的质量分数为2.8%。
其中,所述纤维素混合液质量分数为1.8%;
其中,硫酸溶液质量分数为10%。
其中,预处理碳纳米管与壳聚糖溶液混合比例为5g:120mL;
所述超声波处理的频率为35kHz;
所述第一分散液与纤维素混合液混合体积比为3:1;
(2)将丝网印刷碳电极先置于质量分数为5%的氢氧化钠溶液浸泡处理30min,其中浸泡温度为70℃,然后取出,清水清洗,干燥;
将经过氢氧化钠溶液浸泡处理后的丝网印刷碳电极置于氯化钴与氯化铈混合溶液中,于1.5V范围内,以扫速120mV/s循环伏安扫描20圈,得到预处理电极;氯化钴与氯化铈混合溶液中氯化钴的浓度为1.5-2mmol/L;
氯化铈的浓度为0.002mmol/L;
(3)用微量移液器吸取修饰剂,然后再均匀滴加到上述得到的预处理电极表面,其中,预处理电极表面滴加修饰剂的质量比例为30:1.5,然后再置于紫外汞灯的正下方,均匀照射1.5小时,再置于干燥箱内于30℃温度下,干燥处理2小时,得到修饰电极;紫外灯的波长为254nm,光功率为0.8mW,照射距离为12cm;
(4)将修饰电极在葡萄糖氧化酶液中浸泡24h,然后取出,PBS磷酸缓冲液淋洗,经过干燥,再进行表面滴加Nafion溶液,Nafion溶液与修饰电极质量比例为1:20,再进行干燥,将酶固定到电极表面,制得葡萄糖氧化酶传感器;葡萄糖氧化酶液中酶活力为2000U/mL。
Nafion溶液质量分数为0.5%。
对比例1:
在实施例1的基础上,调整步骤(1)中不对碳纳米管进行预处理,其余步骤与实施例1技术方案相同。
对比例2:
在实施例1的基础上,调整不进行步骤(2)中对丝网印刷碳电极的处理,其余步骤与实施例1技术方案相同。
对比例3:
在实施例1的基础上,调整步骤(3)中不进行紫外汞灯照射处理,其余步骤与实施例1技术方案相同。
粘度测试:
在0.2mo/LpH7·4的磷酸缓冲溶液中分别以实施例与对比例试样进行实验,固定工作电位为0.5V,恒定反应池温度为25℃,在不断搅拌的情况下注入一定浓度的葡萄糖试样,采用计时安培法记录电流响应值:
表1
生物传感器灵敏度μA/(mmol·cm2) | |
实施例1 | 33.5 |
实施例2 | 33.9 |
实施例3 | 34.5 |
实施例4 | 34.2 |
对比例1 | 29.8 |
对比例2 | 24.1 |
对比例3 | 26.3 |
由表1可以看出,本发明制备的葡萄糖氧化酶传感器具有较高的传感器灵敏度。
以实施例3为基础试样,对比不同葡萄糖氧化酶液酶活力对制备的葡萄糖氧化酶传感器灵敏度影响:
表2
葡萄糖氧化酶酶活力U/mL | 传感器灵敏度μA/(mmol·cm2) |
500 | 29.3 |
1000 | 32.0 |
2000 | 34.5 |
3000 | 34.3 |
4000 | 34.1 |
5000 | 34.2 |
由表2可以看出,本发明中随着葡萄糖氧化酶活力的增加,传感器灵敏度具有明显的增加,后续继续增加葡萄氧化酶活力,传感器灵敏度不再继续增加,趋于稳定。
以实施例3为基础试样,对比葡萄糖氧化酶液中浸泡时间不同,对传感器灵敏度影响;
表3
葡萄糖氧化酶液浸泡时间/h | 传感器灵敏度μA/(mmol·cm2) |
14 | 30.4 |
18 | 32.0 |
22 | 34.5 |
26 | 34.3 |
30 | 33.8 |
34 | 33.1 |
由表3可以看出,随着葡萄糖氧化酶液中浸泡时间的延长,传感器灵敏度不断提高,后续继续延长浸泡时间,反而会造成传感器灵敏度小幅度降低。
以实施例3为基础试样,在4℃温度下,对比随着放置时间的延长对传感器后续灵敏度相较于初始检测值的衰减百分比的影响,如图1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:包括以下步骤:
(1)修饰剂制备:
首先,对碳纳米管进行改性修饰处理,得到预处理碳纳米管;
将壳聚糖添加到乙酸溶液中,搅拌至壳聚糖溶解,得到壳聚糖溶液;
将纤维素添加到水中,然后再进行滴加硫酸溶液,边滴加边搅拌,当纤维素完全溶解后,继续搅拌30-40min,调节pH至中性,得到纤维素混合液;
将预处理纳米管添加到壳聚糖溶液中,然后进行搅拌10-15min,再在常温下,进行超声波处理10min,得到第一分散液;
将第一分散液添加到纤维素混合液中,搅拌10-15min,然后再调节温度至60-68℃,超声波处理12min,得到修饰剂;
(2)将丝网印刷碳电极先置于质量分数为5%的氢氧化钠溶液浸泡处理30min,其中浸泡温度为70℃,然后取出,清水清洗,干燥;
将经过氢氧化钠溶液浸泡处理后的丝网印刷碳电极置于氯化钴与氯化铈混合溶液中,于0.8V-1.5V范围内,以扫速100-120mV/s循环伏安扫描20圈,得到预处理电极;
(3)用微量移液器吸取修饰剂,然后再均匀滴加到上述得到的预处理电极表面,其中,预处理电极表面滴加修饰剂的质量比例为30:1-1.5,然后再置于紫外汞灯的正下方,均匀照射1-1.5小时,再置于干燥箱内于30℃温度下,干燥处理2小时,得到修饰电极;
(4)将修饰电极在葡萄糖氧化酶液中浸泡20-24h,然后取出,PBS磷酸缓冲液淋洗,经过干燥,再进行表面滴加Nafion溶液,Nafion溶液与修饰电极质量比例为1:20,再进行干燥,将酶固定到电极表面,制得葡萄糖氧化酶传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:步骤(1)中所述预处理碳纳米管制备方法为:
首先,将30g的碳纳米管添加到200mL的硝酸溶液中,调节温度至75℃,保温搅拌40min,然后进行抽滤,水洗至中性,干燥,得到处理碳纳米管;
将上述制备得到的处理碳纳米管添加到150mL的正辛醇中,然后再添加10mL的硫酸溶液,调节温度至80℃,保温搅拌2小时,然后进行抽滤,水洗至中性,真空干燥,即可。
3.根据权利要求2所述的一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:所述真空干燥温度为55℃,真空干燥时间为2小时。
4.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:步骤(1)中所述乙酸溶液质量分数为3-4%;
壳聚糖溶液的质量分数为2.2-2.8%。
5.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:步骤(1)中所述纤维素混合液质量分数为1.5-1.8%;
其中,硫酸溶液质量分数为10%。
6.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:步骤(1)中所述预处理碳纳米管与壳聚糖溶液混合比例为3-5g:120mL;
所述超声波处理的频率为35kHz;
所述第一分散液与纤维素混合液混合体积比为3:1。
7.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:步骤(2)中所述氯化钴与氯化铈混合溶液中氯化钴的浓度为1.5-2mmol/L;
氯化铈的浓度为0.001-0.002mmol/L。
8.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:所述步骤(3)中紫外灯的波长为254nm,光功率为0.8mW,照射距离为12cm。
9.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:步骤(4)所述葡萄糖氧化酶液中酶活力为500-5000U/mL。
10.根据权利要求1所述的一种基于壳聚糖修饰的葡萄糖氧化酶传感器,其特征在于:步骤(4)中所述Nafion溶液质量分数为0.5%。
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