基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器及其應(yīng)用，屬于分析檢測領(lǐng)域。該傳感器是利用絲網(wǎng)印刷電極，構(gòu)建了一種基于聚苯胺膜和殼聚糖/鉑碳球的生物傳感器，實現(xiàn)了重金屬離子的快速檢測。本發(fā)明技術(shù)方案制備得到的脲酶生物傳感器有很好的重現(xiàn)性且省時、省力、廉價、減少溶劑、減少對環(huán)境的污染等。傳感器在不用時可以置于4℃的冰箱中保存，三個星期內(nèi)電位響應(yīng)都未下降，在保存30天后仍能保持初始電位響應(yīng)的95%，說明殼聚糖能夠有效地保持脲酶的活性，并能防止酶泄漏。
【專利說明】
基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于分析檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生 物傳感器及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著綠色消費觀念的普及，生態(tài)紡織品越來越成為市場的主流，近年來，紡織品中 可萃取重金屬的檢測作為生態(tài)紡織品的指標(biāo)之一越來越受到重視。紡織品中重金屬的主要 來源于加工過程中使用的染料和助劑，如各種金屬絡(luò)合染料、媒介燃料、酞箐結(jié)構(gòu)染料、固 色劑、催化劑、阻燃劑、后整理劑等以及用于軟水硬化、退漿精練、漂白印花等工序中的各種 金屬絡(luò)合劑。紡織品中可萃取重金屬會通過人體的汗液進(jìn)入到人體皮膚里面為人體吸收， 在肝、骨骼、腎、心及腦中.當(dāng)重金屬在人體器官中累積到一定程度時會對健康造成巨大的 損害。目前國家規(guī)定的紡織品中可萃取重金屬的檢測方法主要為GB/T 17593,其規(guī)定了紡 織品中砷、鎘、鈷、鉻、銅、鎳、鉛、銻等多種重金屬的測試方法。主要使用的分析儀器為原子 吸收光譜和電感耦合等離子發(fā)射光譜。
[0003] 雖然現(xiàn)有的分析方法精度好，準(zhǔn)確度高，但是現(xiàn)有的分析方法不能滿足省時、省 力、廉價、減少溶劑、減少對環(huán)境的污染等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲 酶生物傳感器及其應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] -種基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器，該傳感器是通過如下方法 制備得到：
[0007] (1)絲網(wǎng)印刷電極電聚合聚苯胺:首先將絲網(wǎng)印刷電極置于含有鹽酸和苯胺的電 聚合溶液中，之后采用循環(huán)伏安法進(jìn)行電聚合，得到PAIN修飾電極；
[0008] (2)鉑/碳球納米復(fù)合材料:將碳球加入到乙二醇溶液中并超聲分散均勻得到碳 漿，在碳漿中緩慢加入氯鉑酸并攪拌均勻得到混合液，采用堿性試劑調(diào)節(jié)該混合液至堿性， 升溫至100~150°C還原2~6h，之后將得到的黑色產(chǎn)物洗滌、干燥，得到鉑/碳球納米復(fù)合材 料；
[0009] (3)脲酶生物傳感器:將殼聚糖和步驟(2)制備得到的鉑/碳球納米復(fù)合材料加入 到醋酸溶液中并混合均勻，得到殼聚糖-鉑/碳球混合溶液;將殼聚糖-鉑/碳球混合溶液與 脲酶溶液混合均勻，得到脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液;在步驟（1)制備得到的PAIN修飾 電極表面滴涂脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液，制備得到脲酶生物傳感器。滴涂量約為15μ L/cm 2 〇
[0010] -種基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器制備方法，該方法包括以下 步驟：
[0011] (1)絲網(wǎng)印刷電極電聚合聚苯胺:首先將絲網(wǎng)印刷電極置于含有鹽酸和苯胺的電 聚合溶液中，之后采用循環(huán)伏安法進(jìn)行電聚合，得到PAIN修飾電極；
[0012] (2)鉑/碳球納米復(fù)合材料:將碳球加入到乙二醇溶液中并超聲分散均勻得到碳 漿，在碳漿中緩慢加入氯鉑酸并攪拌均勻得到混合液，采用堿性試劑調(diào)節(jié)該混合液至堿性， 升溫至100~150°C還原2~6h，之后將得到的黑色產(chǎn)物洗滌、干燥，得到鉑/碳球納米復(fù)合材 料；
[0013] (3)脲酶生物傳感器:將殼聚糖和步驟(2)制備得到的鉑/碳球納米復(fù)合材料加入 到醋酸溶液中并混合均勻，得到殼聚糖-鉑/碳球混合溶液;將殼聚糖-鉑/碳球混合溶液與 脲酶溶液混合均勻，得到脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液;在步驟（1)制備得到的PAIN修飾 電極表面滴涂脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液，制備得到脲酶生物傳感器。
[0014] 本發(fā)明技術(shù)方案所述的脲酶生物傳感器及其制備方法中：步驟（1)的電聚合過程 是在氮氣保護(hù)的條件下進(jìn)行的，循環(huán)伏安法掃描范圍為-〇. IV~0.7V，掃描的速率為40~ 60mV/s，總掃描80~120次。
[0015] 本發(fā)明技術(shù)方案所述的脲酶生物傳感器及其制備方法中：步驟（1)的電聚合溶液 中鹽酸的濃度為0.1~3.5mol/L，苯胺的濃度為0.1~3mol/L。
[0016] 本發(fā)明技術(shù)方案所述的脲酶生物傳感器及其制備方法中：步驟(2)的碳球與氯鉑 酸的質(zhì)量比為1~3:1。
[0017] 本發(fā)明技術(shù)方案所述的脲酶生物傳感器及其制備方法中：步驟(2)的堿性是指混 合液的pH值為9~11。
[0018] 本發(fā)明技術(shù)方案所述的脲酶生物傳感器及其制備方法中：步驟(3)的殼聚糖-鉑/ 碳球混合溶液中殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇. 1~1 %，鉑/碳球納米復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇.5~ 1.5%〇
[0019] 本發(fā)明技術(shù)方案所述的脲酶生物傳感器及其制備方法中：步驟(3)的脲酶溶液濃 度為5~15mg/ml，殼聚糖-鉑/碳球混合溶液與脲酶溶液的體積比為1~5:1~5。
[0020] 本發(fā)明技術(shù)方案所述的脲酶生物傳感器及其制備方法中：步驟(3)的滴涂量為10 ~30yL/cm2。
[0021] 前述所述的PA IN修飾電極在測定溶液pH中的應(yīng)用；優(yōu)選測定的抑制時間為多 20min，響應(yīng)時間^2min。
[0022] 前述所述的脲酶生物傳感器在檢測重金屬離子中的應(yīng)用;優(yōu)選在尿素溶液中檢測 Hg2+和Cd2+中的應(yīng)用;更優(yōu)選在尿素溶液中檢測紡織品中Hg 2+和Cd2+的應(yīng)用。測定的抑制時間 為彡20min，響應(yīng)時間彡2min;優(yōu)選尿素溶液的濃度 < 選擇40mmo 1/L。
[0023]本發(fā)明的有益效果：
[0024]本發(fā)明技術(shù)方案制備得到的脲酶生物傳感器有很好的重現(xiàn)性且省時、省力、廉價、 減少溶劑、減少對環(huán)境的污染等。傳感器在不用時可以置于4°C的冰箱中保存，三個星期內(nèi) 電位響應(yīng)都未下降，在保存30天后仍能保持初始電位響應(yīng)的95%，說明殼聚糖能夠有效地 保持脲酶的活性，并能防止酶泄漏。
【附圖說明】
[0025]圖1為實施例1苯胺單體在絲網(wǎng)印刷電極上電聚合循環(huán)100次所得的伏安圖。
[0026] 圖2為苯胺聚合前后，絲網(wǎng)印刷電極的循環(huán)伏案圖。
[0027] 圖3為PAIN修飾電極的電位響應(yīng)與溶液pH值的關(guān)系圖。
[0028] 圖4為脲酶生物傳感器置于尿素溶液的電位響應(yīng)隨時間的變化圖。
[0029] 圖5為在Hg2+或Cd2+存在的情況下，抑制率隨時間的變化見圖5
[0030] 圖6為脲酶生物傳感器置于含有尿素的溶液中，尿素濃度與電位變化圖。
[0031] 圖7為脲酶生物傳感器置于含有尿素的溶液中，抑制率與重金屬濃度的關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此：
[0033] 本發(fā)明實施例所述的碳球可以是市售產(chǎn)品或者是采用如下方法制備得到：以甲 醛-間苯二酚為先驅(qū)體，采用St5bcr方法，O.lmL氨水（25w%)加到8mL乙醇與20mL去離子水 的混合溶液中，攪拌lh后，加入0.2g間苯二酚，攪拌至完全溶解，然后再滴加0.284mL甲醛溶 液(37w% )，混合液在30°C攪拌24h，然后將混合液移至水熱釜中，在100°C反應(yīng)24h，混合物 經(jīng)離心分離，l〇〇°C下干燥48h。接下來，進(jìn)行炭化處理，以1°C/min的升溫速率，加熱到350 °C，保持2h，然后再以TC/min的升溫速率加熱到600°C，保留下煅燒4h，然后自然冷卻到室 溫，制備得到碳球。
[0034] 實施例1
[0035]絲網(wǎng)印刷電極電聚合聚苯胺:首先將絲網(wǎng)印刷電極置于含有鹽酸和苯胺的電聚合 溶液中，其中，HC1的摩爾濃度為lmol/L，苯胺的摩爾濃度為0.5mol/L;之后采用循環(huán)伏安法 進(jìn)行電聚合，循環(huán)伏安法掃描范圍為_0.1V~0.7V，掃描速率為50mV/s，總共掃描100次。實 驗開始前電聚合溶液需通氮氣l〇min，整個電聚合過程在氮氛下完成。電聚合完成后，用 lmol/L鹽酸和二次水對電極進(jìn)行沖洗，晾干，制得PAIN修飾電極；
[0036]鉑/碳球納米復(fù)合材料:將80mg碳球加入到乙二醇溶液中并超聲分散均勻得到碳 漿，在碳漿中緩慢加入42mg氯鉑酸并攪拌均勻得到混合液，采用NaOH溶液調(diào)節(jié)該混合液pH 至10,升溫至130°C還原3h，之后將得到的黑色產(chǎn)物洗滌、干燥，得到鉑/碳球納米復(fù)合材料；
[0037] 脲酶生物傳感器:將殼聚糖和步驟(2)制備得到的鉑/碳球納米復(fù)合材料加入到醋 酸溶液中并混合均勻，得到殼聚糖-鉑/碳球混合溶液，該混合液中殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.5%，鉑/碳球納米復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 % ;將體積比為1:1的殼聚糖-鉑/碳球混合溶 液與濃度為l〇mg/ml脲酶溶液混合均勻，得到脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液;在步驟(1)制 備得到的PAIN修飾電極表面滴涂15yL/cm 2脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液，制備得到脲酶 生物傳感器。
[0038] 實施例2
[0039] 絲網(wǎng)印刷電極電聚合聚苯胺:首先將絲網(wǎng)印刷電極置于含有鹽酸和苯胺的電聚合 溶液中，其中，HC1的摩爾濃度為2mol/L，苯胺的摩爾濃度為lmol/L;之后采用循環(huán)伏安法進(jìn) 行電聚合，循環(huán)伏安法掃描范圍為-〇. IV~0.7V，掃描速率為40mV/s，總共掃描80次。實驗開 始前電聚合溶液需通氮氣l〇min，整個電聚合過程在氮氛下完成。電聚合完成后，用lmol/L 鹽酸和二次水對電極進(jìn)行沖洗，晾干，制得PAIN修飾電極；
[0040] 鉑/碳球納米復(fù)合材料:將50mg碳球加入到乙二醇溶液中并超聲分散均勻得到碳 漿，在碳漿中緩慢加入42mg氯鉑酸并攪拌均勻得到混合液，采用NaOH溶液調(diào)節(jié)該混合液pH 至9,升溫至100°C還原6h，之后將得到的黑色產(chǎn)物洗滌、干燥，得到鉑/碳球納米復(fù)合材料；
[0041]脲酶生物傳感器:將殼聚糖和步驟(2)制備得到的鉑/碳球納米復(fù)合材料加入到醋 酸溶液中并混合均勻，得到殼聚糖-鉑/碳球混合溶液，該混合液中殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%，鉑/碳球納米復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%;將體積比為1:3的殼聚糖-鉑/碳球混合溶 液與濃度為5mg/ml脲酶溶液混合均勻，得到脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液;在步驟（1)制 備得到的PAIN修飾電極表面滴涂lOyL/cm 2脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液，制備得到脲酶 生物傳感器。
[0042] 實施例3
[0043]絲網(wǎng)印刷電極電聚合聚苯胺:首先將絲網(wǎng)印刷電極置于含有鹽酸和苯胺的電聚合 溶液中，其中，HC1的摩爾濃度為3mol/L，苯胺的摩爾濃度為1.5mol/L;之后采用循環(huán)伏安法 進(jìn)行電聚合，循環(huán)伏安法掃描范圍為_0.1V~0.7V，掃描速率為60mV/s，總共掃描120次。實 驗開始前電聚合溶液需通氮氣lOmin，整個電聚合過程在氮氛下完成。電聚合完成后，用 lmol/L鹽酸和二次水對電極進(jìn)行沖洗，晾干，制得PAIN修飾電極；
[0044]鉑/碳球納米復(fù)合材料:將120mg碳球加入到乙二醇溶液中并超聲分散均勻得到碳 漿，在碳漿中緩慢加入42mg氯鉑酸并攪拌均勻得到混合液，采用NaOH溶液調(diào)節(jié)該混合液pH 至11，升溫至150°C還原2h，之后將得到的黑色產(chǎn)物洗滌、干燥，得到鉑/碳球納米復(fù)合材料；
[0045] 脲酶生物傳感器:將殼聚糖和步驟(2)制備得到的鉑/碳球納米復(fù)合材料加入到醋 酸溶液中并混合均勻，得到殼聚糖-鉑/碳球混合溶液，該混合液中殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.4%，鉑/碳球納米復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%;將體積比為3:1的殼聚糖-鉑/碳球混合 溶液與濃度為15mg/ml脲酶溶液混合均勻，得到脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液;在步驟(1) 制備得到的PAIN修飾電極表面滴涂30yL/cm 2脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液，制備得到脲 酶生物傳感器。
[0046] 性能檢測
[0047] 1PAIN修飾電極的制備
[0048] 圖1為實施例1苯胺單體在絲網(wǎng)印刷電極上電聚合循環(huán)100次所得的伏安圖，其循 環(huán)伏安圖顯示其電極過程具有可逆性。氧化峰電位分別在0.22V，還原峰電位在0.08V。該峰 為質(zhì)子化的苯胺氧化為自由基陽離子的過程。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，峰電流增大，這是由于 苯胺一旦在電極表面聚合成膜，會發(fā)生自催化反應(yīng)，同時聚合物的膜厚度也逐漸增加。制備 得到的聚苯胺膜修飾電極為藍(lán)綠色。苯胺聚合前后，絲網(wǎng)印刷電極的循環(huán)伏案圖見圖2,曲 線a是在電聚合開始前，絲網(wǎng)印刷電極的循環(huán)伏安圖，曲線b是在電聚合完成后，聚苯胺膜覆 蓋的絲網(wǎng)印刷電極循環(huán)伏案圖。從圖2可以看出，經(jīng)過電聚合后，制備得到的聚苯胺修飾電 極有一對明顯的氧化還原峰，峰電流明顯增大，說明聚苯胺膜電極成功制備。
[0049] 2PAIN修飾電極的pH響應(yīng)
[0050] PA IN修飾電極對溶液的電位有響應(yīng)，可以測的溶液的pH值變化。電極的電位響應(yīng) 與溶液pH值的關(guān)系通過檢測其與Ag/AgC 1參比電極的開路電位得出。不同的pH值溶液，可以 得到不同的電位值，結(jié)果如圖3所示。此聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的響應(yīng)范圍為pH 1~ ?!112，呈現(xiàn)出較好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)為0.999，斜率為:60.811^/^(1' :25°(：)，見圖3。 由圖3可知，聚苯胺修飾電極具有良好的電位響應(yīng)。
[0051 ] 3響應(yīng)時間和抑制時間的選擇
[0052] 脲酶生物傳感器催化尿素的水解需要一定的響應(yīng)時間，在進(jìn)行測試時應(yīng)保證相同 的響應(yīng)時間。將脲酶生物傳感器置于尿素溶液中，測試其電位響應(yīng)隨時間的變化，具體結(jié)果 見圖4,從圖4可以看出，電位響應(yīng)隨時間的增加而增大，在2分鐘后趨于穩(wěn)定。因此在檢測電 位時，選擇電極的響應(yīng)時間即酶促反應(yīng)時間為2min。
[0053] 在溶液中有重金屬離子存在的情況下，脲酶的活性會受到抑制。隨著時間的增長， 抑制率會增加，在一定時間內(nèi)抑制率達(dá)到平衡。將傳感器置于含有Hg 2+或Cd2+和尿素的溶液 中，抑制率隨時間的變化見圖5，可以看出從0-20min，隨著時間的增長，抑制率增加，在 20min以后，抑制率達(dá)到一個平臺，因此在進(jìn)行重金屬檢測時，選擇的抑制時間為20min。
[0054] 4尿素濃度的選擇
[0055] 將實施例1制備得到的脲酶生物傳感器置于含有尿素的溶液中，脲酶會催化尿素 的水解，產(chǎn)生C0#PNH3，引發(fā)溶液的電位變化。尿素溶液的濃度會影響電位變化的程度，尿素 濃度從l〇-l〇〇mmol/L與電位變化的關(guān)系見圖6。從圖6可以看出，尿素濃度從10到40mmol/L 時，電位差與尿素濃度成正比，在尿素濃度從50mmol/L到100mmol/L電位差值隨著尿素濃度 的變化，增速變緩，這是由于電極表面固定的酶，僅能催化有限濃度的尿素，當(dāng)尿素濃度過 高時，酶的催化能力會趨于飽和。根據(jù)圖6所示，選擇<40mmol/L的尿素溶液，最為合適。
[0056] 5脲酶生物傳感器用于重金屬離子的檢測
[0057]將實施例1制備得到的脲酶生物傳感器置于40mmol/L的尿素溶液中，測定酶促反 應(yīng)引起的電位變化AE。在尿素溶液中分別加入不同濃度的Hg2+(10、50、100、500、1000、2000 yg/L)和0(1 2+(50、100、500、1000、2000、500(^/1)溶液，20分鐘后，測試抑制后的電位，計算 抑制后的酶促反應(yīng)的電位變化A E '。重金屬對脲酶活性的抑制率等于[(△ E- △ E '）/ △ E] X 100%〇
[0058] 抑制率與重金屬濃度的關(guān)系如圖7所示，從圖7中可以看出，對Hg2+和Cd2+的抑制率 隨著濃度的增加而增加，酶活性的抑制率與濃度的負(fù)對數(shù)呈良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系 數(shù)均在0.99以上，Hg 2+線性范圍為10-2000yg/L，Cd2+的線性范圍為500-5000yg/L，計算檢出 限為 Hg2+3 · 89yg/L，Cd2+5 · 4 lyg/L (按抑制率 10 % 計算）。
[0059] 6脲酶生物傳感器的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性
[0060] 選用實施例1制備得到的脲酶生物傳感器對500yg/L Hg2+和500yg/L Cd2+檢測的 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為7.2%，8.9%。表明該傳感器有很好的重現(xiàn)性。傳感器在不用時可以置 于4°C的冰箱中保存，三個星期內(nèi)電位響應(yīng)都未下降，在保存30天后仍能保持初始電位響應(yīng) 的95%，說明殼聚糖能夠有效地保持脲酶的活性，并能防止酶泄漏。
[0061 ] 7傳感器對紡織品實際樣品的檢測
[0062] 紡織品樣品溶液的制備:紡織品樣品先剪碎成5mmX 5mm碎片，稱取2g，加入80mL酸 性汗液，放入恒溫水浴振蕩器中振蕩60分鐘后，冷卻待用。酸性汗液按照GB/T17593.2-2007 的要求配制。
[0063]選用實施例1制備得到的脲酶生物傳感器在紡織品樣品提取液中進(jìn)行加標(biāo)回收， 計算其回收率。具體內(nèi)容見表1，從表1可以看出，樣品的回收率范圍在80%_120%之間，可 以用于實際樣品的檢測。
[0064]表1實際樣品的加標(biāo)回收率
【主權(quán)項】
1. 一種基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器，其特征在于:該傳感器是通 過如下方法制備得到： (1) 絲網(wǎng)印刷電極電聚合聚苯胺:首先將絲網(wǎng)印刷電極置于含有鹽酸和苯胺的電聚合 溶液中，之后采用循環(huán)伏安法進(jìn)行電聚合，得到PAIN修飾電極； (2) 鉑/碳球納米復(fù)合材料:將碳球加入到乙二醇溶液中并超聲分散均勻得到碳漿，在 碳漿中緩慢加入氯鉑酸并攪拌均勻得到混合液，采用堿性試劑調(diào)節(jié)該混合液至堿性，升溫 至100~150°C還原2~6h，之后將得到的黑色產(chǎn)物洗滌、干燥，得到鉑/碳球納米復(fù)合材料； (3) 脲酶生物傳感器:將殼聚糖和步驟(2)制備得到的鉑/碳球納米復(fù)合材料加入到醋 酸溶液中并混合均勻，得到殼聚糖-鉑/碳球混合溶液;將殼聚糖-鉑/碳球混合溶液與脲酶 溶液混合均勻，得到脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液;在步驟（1)制備得到的PAIN修飾電極 表面用移液槍滴涂脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液，制備得到脲酶生物傳感器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器，其特征在 于:步驟（1)的電聚合過程是在氮氣保護(hù)的條件下進(jìn)行的，循環(huán)伏安法掃描范圍為-〇. IV~ 〇. 7V，掃描的速率為40~60mV/s，總掃描80~120次;優(yōu)選步驟（1)的電聚合溶液中鹽酸的濃 度為0.1~3.5mol/L，苯胺的濃度為0.1~3mol/L。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器，其特征在 于:步驟(2)的碳球與氯鉑酸的質(zhì)量比為1~3:1;優(yōu)選步驟(2)的堿性是指混合液的pH值為9 ~11 〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器，其特征在 于:步驟(3)的殼聚糖-鉑/碳球混合溶液中殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1~1%，鉑/碳球納米復(fù) 合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5~1.5%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器，其特征在 于:步驟(3)的脲酶溶液濃度為5~15mg/ml，殼聚糖-鉑/碳球混合溶液與脲酶溶液的體積比 為1~5:1~5,滴涂量約為10~30yL/cm 2〇6. -種基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器的制備方法，其特征在于：該 方法包括以下步驟： (1) 絲網(wǎng)印刷電極電聚合聚苯胺:首先將絲網(wǎng)印刷電極置于含有鹽酸和苯胺的電聚合 溶液中，之后采用循環(huán)伏安法進(jìn)行電聚合，得到PAIN修飾電極； (2) 鉑/碳球納米復(fù)合材料:將碳球加入到乙二醇溶液中并超聲分散均勻得到碳漿，在 碳漿中緩慢加入氯鉑酸并攪拌均勻得到混合液，采用堿性試劑調(diào)節(jié)該混合液至堿性，升溫 至100~150°C還原2~6h，之后將得到的黑色產(chǎn)物洗滌、干燥，得到鉑/碳球納米復(fù)合材料； (3) 脲酶生物傳感器:將殼聚糖和步驟(2)制備得到的鉑/碳球納米復(fù)合材料加入到醋 酸溶液中并混合均勻，得到殼聚糖-鉑/碳球混合溶液;將殼聚糖-鉑/碳球混合溶液與脲酶 溶液混合均勻，得到脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液;在步驟（1)制備得到的PAIN修飾電極 表面滴涂脲酶-殼聚糖/鉑/碳球混合溶液，制備得到脲酶生物傳感器。滴涂量約為15μ!7 cm2。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于聚苯胺修飾絲網(wǎng)印刷電極的脲酶生物傳感器的制備方 法，其特征在于:步驟（1)的電聚合過程是在氮氣保護(hù)的條件下進(jìn)行的，循環(huán)伏安法掃描范 圍為-0.1 V~0.7V，掃描的速率為40~60mV/s，總掃描80~120次;優(yōu)選步驟（1)的電聚合溶 液中鹽酸的濃度為ο. 1~3.5mo 1 /L，苯胺的濃度為0.1~3mo 1 /L; 步驟(2)的碳球與氯鉑酸的質(zhì)量比為1~3:1;優(yōu)選步驟(2)的堿性是指混合液的pH值為 9 ~11; 步驟(3)的殼聚糖-鉑/碳球混合溶液中殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1~1%，鉑/碳球納米復(fù) 合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇. 5~1.5% ;優(yōu)選步驟(3)的脲酶溶液濃度為5~15mg/ml，殼聚糖-鉑/ 碳球混合溶液與脲酶溶液的體積比為1~5:1~5，滴涂量約為10~30yL/cm 2。8. 權(quán)利要求1所述的PAIN修飾電極在測定溶液pH中的應(yīng)用；優(yōu)選測定的抑制時間為多 20min，響應(yīng)時間^2min。9. 權(quán)利要求1所述的脲酶生物傳感器在檢測重金屬離子中的應(yīng)用；優(yōu)選在尿素溶液中 檢測Hg2+和Cd2+中的應(yīng)用;更優(yōu)選在尿素溶液中檢測紡織品中Hg 2+和Cd2+的應(yīng)用。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于：測定的抑制時間為多20min，響應(yīng)時間多 2min〇
【文檔編號】G01N27/30GK106018509SQ201610340251
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】吳麗娜, 曹錫忠, 周靜潔, 毛欣, 周靜珠
【申請人】江蘇出入境檢驗檢疫局工業(yè)產(chǎn)品檢測中心, 江蘇省檢驗檢疫科學(xué)技術(shù)研究院