CN1861788A - 导电聚合物及固定化酶的制备方法 - Google Patents

Abstract

将3，4－二氧乙撑噻吩单体和氧化剂对甲苯磺酸铁按1∶4的摩尔比加入一定量的丙酮与异丙醇混合溶剂中，将混合溶液放在放在－5～0℃的冰箱中反应25～35分钟，从反应混合物中收集的生成物就是导电聚合物，所形成的膜就是导电聚合物膜。然后按3∶5∶1的体积比将酶溶液、牛血清白蛋白溶液和戊二醛溶液混合后转移到导电聚合物膜上，就可以制得导电聚合物固定化的酶膜。本发明的导电聚合物膜具有电导率高、表面吸附性能好等特点，制备出来的固定化酶具有稳定性好、活性高等特点。

Description

导电聚合物及固定化酶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种固定化酶的生物技术，它特别涉及以制备的导电聚合物为骨架并在其膜上固定酶或其它具有分离和催化活性成分的制备方法。

背景技术

酶是一类由生物细胞产生的具有催化功能的蛋白质，它能在常温常压的温和条件下高效率的催化生物体内的各种代谢反应，而且具有很高的专一性。酶的这些优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。

酶的固定化是其中的一项最广泛的应用。根据酶固定化的应用领域不同，酶固定化的方法也不一样。酶作为生物传感器中的分子识别元件是固定化酶在生物传感器中的应用。

生物传感器能将被测物的浓度与可测量的电信号关联起来。被测物质通过扩散进入生物敏感膜(分子识别元件)，经过分子识别发生生化反应后所产生的信息被换能器转变成电信号。由此原理可知，固定化酶(分子识别元件)和快速的传递电信号是其中最关键的因素。

国内外已有许多固定化的酶在传感器中应用的专利。如复旦大学的阮光重和平郑骅等人在2001年12月27日申请的专利“在聚合物膜上固定化酶的方法”就是一个典型的采用各种聚合物材料作为载体来固定酶方面的一个专利，其发明的关键是采用了一种含有多阳离子或多氨基的中介聚合物，因而在实施时需要对载体进行化学改性使其带上相应的电荷。而直接采用导电聚合物材料作为载体来固定酶而不必对载体进行化学改性，因而可使制备工艺更加简化。而这方面的专利目前国内外还没有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种制备具有最佳电导率和最好的导电网络结构的导电聚合物膜的方法和利用此导电聚合物膜作为载体来制备固定化酶生物传感器，使得生物传感器具有更灵敏的响应方法。

本发明提供的制备具有最佳电导率的导电聚合物的方法步骤如下：

步骤1，单体与氧化剂的选择与用量比的确定

单体和氧化剂分别选择3，4-二氧乙撑噻吩和对甲苯磺酸铁，两者的摩尔用量比为1∶4；

步骤2，混合溶剂的配制与用量的确定

将步骤1中的单体和氧化剂加入到丙酮与异丙醇的混合溶剂中溶解，并且丙酮与异丙醇混合溶剂的用量占总体积的60～70％；

步骤3，聚合温度与聚合时间的确定

将步骤2中得到的混合溶液放在-5～0℃的冰箱中反应25～35分钟；

步骤4，把清洁的载体投入到步骤3中的混合溶液中，在载体上所沉积的物质就是导电聚合物，其中，导电聚合物膜的载体可以是玻璃、陶瓷或硅基片等材料。载体上导电聚合物膜的厚度根据载体在反应混合溶液中的时间而定，导电聚合物膜的厚度在1微米至1毫米之间，载体放置时间在5分钟至24小时之间。

根据以上步骤所得到的导电聚合物膜即是具有最佳的电导率和最好的导电网络结构，其网络结构图如图所示，其最佳的电导率可达到150西门子/厘米。

二、本发明提供的用最佳电导率的导电聚合物作为载体来制备固定化酶的方法，步骤如下：

步骤1，选用一定量的胆碱酯酶或胆碱氧化酶溶于pH＝6.7的磷酸盐缓冲溶液中，其质量浓度为0.5mg/毫升，并把它作为储备溶液保存在-4℃冰箱中备用；

步骤2，将一定量的牛血清白蛋白溶于pH＝6.7的磷酸盐缓冲溶液，其质量浓度为0.212g/毫升；

步骤3，把25％的戊二醛原液稀释成0.2％～10％的戊二醛溶液；

步骤4，取步骤1和步骤2的溶液在离心试管中混合均匀后，再在此离心试管中加入步骤3的溶液混合均匀，所取的步骤1、步骤2和步骤3三者的溶液体积比为3∶5∶1，并在一分钟内用微量注射器将上述混合均匀的溶液转移至前述用去离子水冲洗过的电子聚合物膜上，在室温下干燥后放入1％的甘氨酸溶液中浸泡30分钟以上。

通过以上步骤，酶就固定在电子聚合物膜上。

附图及附图说明：

图1，导电聚合物膜的网络结构图

实施例：

一、具最佳导电率的导电聚合物膜的制备方法如下：

步骤1，用干净的移液管取3ml的单体3，4-二氧乙撑噻吩放在50ml的干净烧杯中，再用另一支干净的移液管取22.5ml的丙酮和异丙醇的混合溶剂放在烧杯中混匀；

步骤2，用干净的移液管取12ml对甲苯磺酸铁放在步骤1所述的烧杯中混匀后，把烧杯放在-5℃的冰箱中反应25分钟后；

步骤3，在烧杯中投入一块清洁的玻璃基片(面积为12.5×12.5mm²)15分钟后取出，在室温下放置12小时即得到厚度为3微米的导电聚合物膜。

二、用上述具最佳电导率的导电聚合物作为载体来制备固定化酶的方法，步骤如下：

步骤1，选用5mg的胆碱酯酶或胆碱氧化酶溶于10ml的pH＝6.7的磷酸盐缓冲溶液中，并把它作为储备溶液保存在-4℃冰箱中备用；

步骤2，将2.12g的牛血清白蛋白溶于10ml的pH＝6.7的磷酸盐缓冲溶液备用；

步骤3，取3ml的酶备用溶液和5ml的牛血清白蛋白溶液在离心试管中混合均匀后，再加入1ml浓度为2％的戊二醛溶液同样在离心试管中混合均匀后，并在1分钟之内用微量注射器将上述混合均匀的溶液转移至前述的用去离子水冲洗过的导电聚合物膜上，在室温下干燥后放入1％的甘氨酸溶液中浸泡30分钟。即得到所需要的导电聚合物固定化酶。这种膜平时放在-4℃的冰箱中备用。

Claims (2)

1、一种具有最佳电导率的导电聚合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，单体与氧化剂的选择与用量比的确定；

单体和氧化剂分别选择3，4-二氧乙撑噻吩和对甲苯磺酸铁，两者的摩尔用量比为1∶4；

步骤2，混合溶剂的配制与用量的确定；

将步骤1中的单体和氧化剂加入到丙酮与异丙醇的混合溶剂中溶解，并且丙酮与异丙醇混合溶剂的用量占总体积的60～70％；

步骤3，聚合温度与聚合时间的确定；

将步骤2中得到的混合溶液放在-5～0℃的冰箱中反应25～35分钟；

步骤4，把清洁的载体投入到步骤3中的混合溶液中，在载体上所沉积的物质就是导电聚合物，其中，导电聚合物膜的载体可以是玻璃、陶瓷或硅基片等材料。载体上导电聚合物膜的厚度根据载体在反应混合溶液中的时间而定，导电聚合物膜的厚度在1微米至1毫米之间，载体放置时间在5分钟至24小时之间。

2、一种用最佳电导率的导电聚合物作为载体来固定化酶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，选用一定量的胆碱酯酶或胆碱氧化酶溶于pH＝6.7的磷酸盐缓冲溶液中，其质量浓度为0.5mg/毫升，并把它作为储备溶液保存在-4℃冰箱中备用；

步骤2，将一定量的牛血清白蛋白溶于pH＝6.7的磷酸盐缓冲溶液，其质量浓度为0.212g/毫升；

步骤3，把25％的戊二醛原液稀释成0.2％～10％的戊二醛溶液；

步骤4，取步骤1和步骤2的溶液在离心试管中混合均匀后，再在此离心试管中加入步骤3的溶液混合均匀，所取的步骤1、步骤2和步骤3三者的溶液体积比为3∶5∶1，并在一分钟内用微量注射器将上述混合均匀的溶液转移至前述用去离子水冲洗过的电子聚合物膜上，在室温下干燥后放入1％的甘氨酸溶液中浸泡30分钟以上。