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.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第6期2010年6月ChineseJournalofAnalyticalChemistry80o一804DOI：10．3724／SP．J．1096．2010．00800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(桂林理工大学化学与生物工程学院，附属医院，桂林541004)摘要通过交联剂将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在FeO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

2、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。。～1．0×10。mol／L范围内呈线性关系，线性回归方程，=65．4374C+23．9017(r：0．9987)；检出限为1．0ixmol／L。此传感器响应快，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

3、应发展起来的一种化学发光法¨。利用葡萄糖氧化酶(GOD)催化氧化葡萄糖生成HO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。、包埋法、共价键合法及交联法’，电化学聚合法J。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j。FeO磁性纳米粒子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

4、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”。但是在ECL葡萄糖传感器中，使用FeO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FeO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：工作电极为自制的磁性纳米粒子固定

5、酶修饰电极(GOD／Fe3O／SPCE／CME)，参比电极为Ag／AgC1饱和KC1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)。3一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4cjC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

6、析纯。实验用水为二次蒸馏水(18．2MQ·CB)。2．2酶传感器的制作2．2．1固体石蜡碳糊电极的制作参考文献[13]，取3cm长的铁棒(外径2．55mm)和2CB长的玻璃管(3．0mmi．d)，磨平铁棒和玻璃管的两端，用水洗净。按一定比例混合固体石蜡和碳粉，加热熔化石蜡，均匀搅拌，制得石蜡碳糊。把铁棒插人玻璃管中距底部约0．5mm，形成一个凹坑，趁热将石蜡碳糊封装进此凹坑，填平，冷却，除去玻璃壁外的沾粘的碳糊，并在光滑打印纸抛光电极表面。然后分别用2009—11-09收稿；2010-02-04接受本

7、文系国家自然科学基金(No．20665003)、教育部科学研究重点项日(No．207087)和广西自然科学基金(No．0728214)资助项目}E-mail：likianping@263．net第6期熊志刚等：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801HNO(1：1，)、无水乙醇和二次蒸馏水清洗电极。在1．0mol／LHSO溶液中采用循环伏安(CV)法活化作为工作电极的SPCE，扫描范围1．2～一1．2V。再于5mmol／LKFe(CN)溶液中循环扫描，扫描范围改为0．5～一0

8、．2V。重复上述步骤直至得到峰形良好的一对可逆氧化还原峰。2．2．2磁性纳米粒子的制备、氨基化和葡萄糖氧化酶修饰按照n(Feh)：n(Fe¨)=1：1．75称取适量FeC13·6H2O和FeSO·7H2O，溶于水中。搅拌下快速加入适量2．0mol／LNaOH溶液，调pH值至11．0，室温下搅拌0．5h，迅速升温到75，熟化0．5h，整个过程都在氮气的保护下进行，得黑色悬浮液。超声15rain，磁铁分离不溶物，用水洗涤至溶液呈中性。在75c【=下真空干燥，