普鲁士蓝和苝四甲酸二酐衍生物膜修饰的过氧化氢生物传感器.pdfVIP

第37卷 分析化学(FENXIHuAxuE)研究报告 第6期 Chinese of 806～8lO 2009年6月 J0umalAnalyticalChemi8try 普鲁士蓝和茈四甲酸二酐衍生物膜修饰的 过氧化氢生物传感器 李华刚1’2 袁若“ 柴雅琴1 李文娟1 苗向敏1 卓颖1 洪成林1 1(西南大学化学化工学院，发光与实时分析教育部重点实验室，重庆400715) 2(遵义师范学院化学系，遵义563002) 摘要以玻碳电极(GcE)为基底，采用恒电位法沉积一层普鲁士蓝(PB)，然后将茈四甲酸二酐衍生物 (PrC．NH：)自组装到其表面，形成既带氨基功能团，又可有效防止PB渗漏的导电膜。通过静电吸附和共价 键合作用固定纳米金和辣根过氧化物酶(HRP)的复合物，从而制得性能优良的过氧化氢(H：0：)生物传感器。 采用循环伏安法(cV)和计时电流法，考察了传感器的电化学性能。实验表明，本传感器具有灵敏度高、线性 范围宽、检出限低、稳定性好、抗干扰能力强等特点。其线性范围为2．O×10～一1．4×10一moL／L；检出限为 8．3×10～moL／L(|s／Ⅳ=3)。 关键词普鲁士蓝，菲四甲酸二酐衍生物，纳米金，辣根过氧化物酶，生物传感器，化学修饰电极 1 引 言 过氧化氢(H：O：)是许多工业生产过程的原料或中间产物，也是生物体内许多氧化酶反应的副产 物，因此对其含量的测定在工业、环境、生物、临床和食品分析中具有重要意义¨’21。测定H：O：的方法 有电化学法、分光光度法、化学发光法和滴定法等一“1。近来，利用酶催化反应的高度专一性和电化学 信号检测高灵敏度的电化学酶传感器得到了迅速发展。其中，电化学法引入电子媒介体制备的生物传 感器具有灵敏度高、检出限低和结构简单等特点，应用前景广泛。 然而，电子媒介体的渗漏一直是困扰当前研究者的一个主要问题。近年来，已有报道通过媒介体与 聚合物‘7，81、活性或惰性蛋白质∽·10]、树状高分子‘¨1等的共价交联来克服这个缺点。例如T邱athi等¨2】 采用二茂铁．牛血清白蛋白一碳纳米管研制了一种性能优良的H：O：生物传感器；Salomi等¨列将两种染料 和HRP共价交联，成功制得了光电生物传感器。然而，这种方法过程相对繁琐并且成本高。还有使用 功能化试剂为交联剂，与媒介体耦合来固定媒介体，最常用的交联试剂是戊二醛。例如文献[14]利用 牛血清白蛋白和戊二醛对硫堇进行有效的固载，从而制备了能较好保持酶生物活性的H：O：生物传感 器。但是该方法操作复杂、条件苛刻，会引起蛋白质高级结构变化，破坏部分活性中心，使固定的生物敏 感膜的生物活性受到影响。因此，寻求更适宜的媒介体固定基质是必要的。茈四甲酸二酐衍生物 (PTC—NH，)，具有多孔结构和多个氨基功能团，并且能够在电极表面形成稳定的导电膜¨k”3，是构建生 物传感器的理想材料。 本实验采用电化学性能良好的普鲁士蓝(PB)为电子媒介体，通过电沉积方法将其修饰于玻碳电极 NH：导电膜。通过电沉积制得晶状的PB颗粒与PTC—NH：膜的孔洞可以成功地镶嵌在一起形成结构 的氨基功能团的静电吸附和共价键合作用，将纳米金和HRP的复合物固定于修饰电极的表面，改进了 酶的固载方法，制得性能良好的H：O：生物传感器。本传感器具有较高的灵敏度、宽的检测范围和低的 检出限，且制备方法简单、成本低、稳定性好，有效地克服了PB渗漏的缺点，这种固载方法也适用于其 它酶体系。 2008JD9．1 1收藕；2008．12．20接受 BB4100)资助项目 本文系国家自然科学基金(No．206750“)和重庆市自然科学基金(No．csTc—2005 · E—mail：yllan八Io@8wu．edu．cn． 万方数据万方数据 第6期 李华刚等：普鲁士蓝和茈四甲酸二酐衍生物膜修饰的过氧化氢生物传感器 807 2 实验部分 2．1仪器与试剂 C