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《基于静电吸附碳纳米管和壳聚糖固定葡萄糖氧化酶的生物传感器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第37卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第5期2009年5月ChineseJournalofAnalyticalChemistry733~736基于静电吸附碳纳米管和壳聚糖固定葡萄糖氧化酶的生物传感器*陈文静屈建莹(河南大学化学化工学院,开封475004)摘要以Nafion-聚中性红修饰电极为基底,自组装多壁碳纳米管和壳聚糖之后,再固定上葡萄糖氧化酶,制成葡萄糖生物传感器。实验表明,本传感器在30e的PBS(pH7.0)中对葡萄糖的线性响应范围为5.0@-6-3-610~2.0@10mol/L,线性相关系数为
2、0.9948,检出限为1.0@10mol/L,达到95%稳态电流所用的时间<10s。本修饰电极具有良好的稳定性,于4e环境保存30d后峰电流值约为原来的84.3%,且具有较低的工作电位,能有效地消除抗坏血酸等的干扰。关键词聚中性红,多壁碳纳米管,壳聚糖,葡萄糖氧化酶,生物传感器1引言[1~4]近年来,基于静电吸附作用的生物分子固定化方法已逐渐用于各种生物传感器的制备。以聚[5~7]电解质阴、阳离子的静电吸附作用以及与生物分子通过多层交替自组装所制作的各种生物敏化膜,比传统的共价交联与包埋等固定化方法所构成的生物膜具有保
3、持生物分子活性好、性能稳定和制作简便等优点。多壁碳纳米管(MWNTs)具有良好的生物相容性、独特的电学性能、明显的量子效应、大的比表面积、高稳定性以及强吸附特性。壳聚糖(Cs)具有很好的吸附性、稳定性和良好的生物相容性,其丰富的氨基可被广泛用于生物分子的固定和修饰电极的制备。中性红(NR)作为一种吩嗪类染料,能在弱酸性溶液中于玻碳(GC)电极表面电氧化聚合成膜,该膜具有附着力好、紧密均匀、制备方法简单等特[8]点,对生物分子有较强的电催化作用,且工作电位低,可以消除一些电活性物质的干扰。利用MWNTs[9,10]和Cs
4、固定葡萄糖氧化酶(GOD)制备葡萄糖传感器的研究已有报道,但多采用Cs包埋的方法固定酶,而利用MWNTs和Cs的静电吸附作用固定酶的方法还很少有报道。本实验利用MWCNTs的比表面积大和Cs生物兼容性好的特点,并利用聚中性红(PNR)与MWNTs、MWNTs与Cs的静电相互作用将其固定在PNR/Nafion/GC电极表面进而吸附GOD,研制成一种新型葡萄糖生物传感器。与已报道的MWNTs或Cs修饰的葡萄糖氧化酶传感器相比,本传感器具有灵敏度高、线性范围宽、检出限低、稳定性好等特点。2实验部分2.1仪器与试剂CHI650
5、电化学工作站(美国CHI公司);三电极系统:GC电极(d=3mm)或化学修饰GC电极为工作电极,Ag/AgCl(饱和KCl)电极为参比电极,铂丝电极为对电极;pHS-29A型数字酸度计(上海大中分析仪器厂)。[11]MWNTs,使用前经过浓HNO3回流处理,长度在微米级,直径10~50nm(德国马尔堡大学化学系材料科学中心);壳聚糖(Cs,脱乙酰度>92%,上海华硕精细化学品有限公司);Nafion(5%的乙醇溶液,Fluka公司);中性红(NR,上海试剂厂);葡萄糖氧化酶(GOD,298U/mg,Sigma公司);K
6、H2PO4-K2HPO4缓冲溶液(PBS);葡萄糖溶液(使用前放置过夜),50%葡萄糖注射液(漯河市方汇药业有限公司)。其它试剂均为分析纯,实验用水均为二次蒸馏水。2008-10-15收稿;2009-01-02接受*E-mai:lqujy@henu.edu.cn734分析化学第37卷2.2葡萄糖氧化酶电极的制备将GC电极依次用1.0、0.3和0.05Lm的Al2O3粉在抛光布上抛光至镜面之后,分别用无水乙醇、HNO3(1B1,V/V)和水各超声清洗3min。吸取3.0LL0.1%Nafion-乙醇溶液滴加于GC电极表面
7、,自然晾干,制成Nafion/GC修饰电极。其中Nafion膜既可以增强NR在电极上的聚合又可阻挡一些阴离子干扰物。然后在0.025mol/LPBS(pH5.5)+0.5mol/LNaNO3+0.1mmol/LNR溶液中于-1.0~1.4V电位下引发数圈,再于-0.8~0.8V电位下聚合,制成PNR/Nafion/GC修饰电极,其膜的厚度可由聚合过程中的扫描圈数来控制。由循环伏安图(图1)可知,聚合时NR有两对氧化还原峰,峰电流均随扫描圈数增加而增大,说明PNR膜有良好的导电性。3.0mgMWNTs于10mL无水乙醇中
8、,超声分散得到0.3g/L黑色悬浮液,经过处理的MWNTs带有COOH,荷负电。将上述带正电的PNR修饰电极浸入MWNTs悬浮液30min,通过静电吸附得到MWNT/PNR/Nafion/GC修饰电极。再将上述电极浸入1.0%Cs溶液中,静电吸附30min,得到Cs/MWNT/PNR/Nafion/GC修饰电极。将所得修饰电极浸入
