磁性纳米粒子固定葡萄糖氧化酶修饰电极电致化学发光葡萄糖传感器

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1、磁性纳米粒子固定葡萄糖氧化酶修饰电极电致化学发光葡萄糖传感器：熊志刚李建平唐丽陈志强【摘要】　　通过交联剂将葡萄糖氧化酶（GOD）固定在Fe3O4磁性纳米粒子上，在磁力作用下将该磁性复合粒子修饰在石蜡碳糊电极（SPCE）表面，制成易更新酶电极。GOD催化氧化葡萄糖生成过氧化氢，并使鲁米诺产生电致化学发光(ECL)，据此首次构建了易更新型电致化学发光葡萄糖传感器。其电致发光强度与葡萄糖浓度在1×10－5～1.0×10－2mol/L范围内呈线性关系，线性回归方程I＝65.4374C+23.9017（r=0.9987）；检出限为1.0μmol/L。此传感器响应

2、快，稳定性高，表面易更新，已用于测定人血清中葡萄糖的含量。【关键词】电致化学发光;磁性纳米粒子；葡萄糖氧化酶；鲁米诺；化学修饰电极　　AbstractAnovelNano?Fe3O4particlesbiosensorforglucosebasedonluminolelectrochemiluminescence(ECL)ispresented.Glucoseoxidase(GOD)agicnano?Fe3O4particles.ThenthepositeparticlesFe3O4/GODagicforcetofabricateaaticreactio

3、nofGODandECLcouldbeobtainedbythereactionbetinolandhydrogenperoxidetoconstructthereneol/Litis1μmol/L.TheECLbiosensorhasshoeandhighstability,andtheelectrodesurfaceinationofglucoseinplasmasamples.　　Keyiluminescence;Magicnanoparticles;Glucoseoxidase;Luminol;Chemicallymodifiedelectrod

4、e　　1引言电致化学发光（ECL)是在化学发光的基础上，结合电极反应发展起来的一种化学发光法[1～3]。利用葡萄糖氧化酶（GOD）催化氧化葡萄糖生成H2O2可以构建葡萄糖ECL传感器。在ECL葡萄糖传感器研究中，GOD的固定方法是一个重要课题。常用的酶固定化方法有吸附法[4]、包埋法[5]、共价键合法及交联法[6,7]，电化学聚合法［８］。这些方法制备ECL酶传感器过程烦琐、复杂，电极表面敏感膜不易更新。　　在酶传感器中采用纳米材料为载体，不仅可以增加酶的固定量和稳定性，而且还可以提高酶的催化活性，进而提高酶电极的响应灵敏度[９]。Fe3O4磁性纳米粒子

5、具有纳米粒子的诸多优点，又具有非常好的生物相容性，在外加磁力的作用下能非常方便地实现电极敏感膜的更新，故在酶传感器研究中得到了广泛应用[１０～1７]。但是在ECL葡萄糖传感器中，使用Fe3O4磁性纳米粒子固定GOD还未见报道。本研究通过交联剂将GOD共价固定在Fe3O4磁性纳米粒子表面，再通过磁力将此固载酶的磁性纳米粒子修饰在SPCE表面，从而制成了易更新的酶传感器，并用于葡萄糖的ECL分析。　　2实验部分　　2.1仪器与试剂MPI?E型电致化学发光分析系统（西安瑞迈分析仪器有限公司）;M1703型红外光谱仪（Perkin?Elmer公司）;三电极系统：

6、工作电极为自制的磁性纳米粒子固定酶修饰电极（GOD/Fe3O4/SPCE/CME），参比电极为Ag/AgCl饱和KCl电极，铂丝为对电极；Bransonic200超声清洗仪(德国BransonUltraschall公司)；pHS?2C型精密酸度计（上海雷磁精密仪器有限公司）。3?氨基丙基三乙氧基硅烷(APS，98%,AlfaAesar公司）；葡萄糖氧化酶(GOD，120U/mg，Sigma公司）；标准葡萄糖储备液，放置过夜后使用，保存于4℃冰箱中。鲁米诺(＞98%，Fluka公司）;戊二醛(25%，上海化学试剂厂）；其它试剂均为分析纯。实验用水为二次蒸馏

7、水(18.2MΩ·cm)。　　2.2酶传感器的制作　　2.2.1固体石蜡碳糊电极的制作　　　　3.１．2Fe3O4纳米粒子的氨基功能化表征　　用红外光谱表征Fe3O4粒子表面氨基化修饰前后的变化。由图4可见，在Fe3O4粒子表面功能化修饰了氨基基团，Fe3O4粒子与氨基化Fe3O4粒子都具有Fe3O4粒子特征峰（583.235cm－1）；氨基化Fe3O4粒子具有SiO的伸缩振动特征峰（1409.675cm－1）和氨基弯曲振动特征峰（1638.335cm－1）。　　3.１．3酶复合磁性粒子的磁力测定　　用振动样品磁强计(PAR115型)对移去磁铁而洗脱获得

8、的酶复合磁性粒子进行磁力测量。复合粒子矫顽力较低，同时未见明显的剩磁和磁滞现象，