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铅笔材及新型式物料聚化膜材固化含糖型氧化酶的灵敏度极体

作者:admin来源:中国文具网 日期:2012-2-17 15:11:28 人气: 标签:

  实验步骤约3cm长度的8B铅芯接上导线,用快干AB胶封装,面向溶液的底端在5金相砂纸上抛光成镜面盘电极,再依次用1B1硝酸、乙醇和二次蒸馏水充分洗涤。随后,在含2@10-3molL-1H2PtCl6的0.5molL-1H2SO4水溶液中,于-0.2V电位下恒电位镀铂20min.镀铂铅笔芯电极经蒸馏水和pH7.0的磷酸缓冲溶液(PB)充分冲洗后,吹干备用。通过扫描电子显微镜观察到铅笔芯基底上分布较均匀的铂颗粒,颗粒尺寸大都在4Lm以下,与玻碳电极上镀铂的结果类似。

  镀铂铅笔芯电极在含有30mmolL-1DA和1mgmL-1GOD的20mmolL-1PB(pH7.0)中,在-0.50.5V间以20mVs-1的扫速循环扫描聚合30圈,此膜厚可得到灵敏响应。

  取出电极并水洗吹干后,置于含30mmolL-1邻氨基酚的20mmolL-1PB(pH7.0)中,在-0.40.8V之间以20mVs-1的扫速循环扫描聚合5圈,以在外层进一步覆盖上一层聚邻氨基酚薄膜,这样可使酶电有优良的选择性。

  室温条件下在空气饱和并搅拌的20mmolL-1PB+0.1molL-1K2SO4溶液(pH7.0)中,以酶电极为工作电极,在0.65V恒电位下待背景电流稳定后递加葡萄糖,记录加入前后电流的变化值为定量分析信号。酶电极不用时置于pH7.0的PB中在冰箱中4e保存。

  H2O2在镀铂铅笔芯电极的氧化考察铅笔电极上镀铂时间(030min)对1mmolL-1H2O2的响应,发现随铂负载量的增加而增大,在20min时已达到大值。在搅拌的20mmolL-1PB+0.1molL-1K2SO4溶液(pH7.0)中滴加H2O2,0.65V恒电位下在有无铂颗粒的铅笔芯电极上得到的稳态电流(iH2O2)与H2O2浓度(cH2O2)均呈线性关系,回归方程分别为iH2O2=1.232cH2O2+0.3172(r=0.9954)(铅笔芯)和iH2O2=4.674cH2O2+0.9456(r=0.9945)(镀铂铅笔芯)。可见,铂颗粒修饰后,H2O2氧化电流响应提高了近4倍,故本文采用镀铂铅笔芯电极。

  酶电极制作条件优化DA电聚合固定酶的溶液组分浓度的优化考察了聚合溶液中PB、DA和GOD浓度的影响,结果示于。可见,PB、DA和GOD的浓度分别为20,30,1mgmL-1时,所制酶电极对葡萄糖有大的电流相应。实验现象可作如下解释:PB浓度太低时,溶液导电性差而不利于DA聚合成膜,而PB浓度太高,则磷酸(二)氢根葡萄糖浓度:1(o)5(t)和10(v)mmolL-1聚合溶液中PB、DA和GOD浓度对所制酶电极响应葡萄糖的电流的影响扫速:20mVs-1等阴离子可能更显著地竞争掺杂进入膜相,也不利于GOD的固定;DA浓度太低时,DA聚合慢且成膜不够厚,而DA浓度太高,则成膜太厚而不利于酶电极体系的传质,降低了响应电流;GOD浓度太低,酶固定量少,而酶浓度过高则pH7.0溶液中带负电的GOD(等电点pI=4.3)与带正电的DA(pKa=10.6)及其氧化产物分子可能发生显著作用,不利于氧化产物多巴胺醌的环化反应而减弱了其聚合效应。优化条件下,DA体系固定GOD的循环伏安图如。可见,电流逐圈降低,说明电极上生成了不导电聚合膜,但30圈电位环扫后电极依然有相当的活性,这有利于酶反应组分的安培检测。

  pH和电位对酶电极响应电流的影响考察了所制酶电极在不同pH和电位条件下对1.0mmolL-1葡萄糖的响应情况,结果示于。可见,通过加入H2SO4和NaOH调节20mmolL-1PB+0.1molL-1K2SO4+1.0mmolL-1葡萄糖溶液的pH值,发现在pH7.0时电流响应大,表明固定酶活性对溶液pH依赖性与游离酶相当。在20mmolL-1PB(pH=7.0)+0.1molL-1K2SO4+1.0mmolL-1葡萄糖中,电位低于0.65V时,响应电流随电位升高而增大,而超过0.65V后,响应电流增加不大。故本文选择溶液pH为7.0,工作电位为0.65V.

  干扰试验考察了抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)的影响。在搅拌的20mmolL-1PB(pH=7.0)+0.1molL-1K2SO4溶液中分别先后加入葡萄糖(glu)、AA、UA和glu,酶电极在0.65V恒电位下的电流响应示于。可见,实验条件下AA和UA的电流响应可忽略,没有对葡萄糖检测造成干扰,这是因为多巴胺电氧化聚合膜本身为阳离子选择渗透性膜,且酶电极外层又进一步修饰了聚邻氨基酚薄膜,增强了抗易氧化阴离子干扰的能力,故酶电极的选择性令人满意。

  酶电极的性能测试酶电极的工作曲线如所示,所研制酶电极的电流响应的线性范围为0.0512mmolL-1,单位电极面积的灵敏度达20.6Acmmol-1,检测限为6LmolL-1(SPN=3)。该酶电极的响应时间小于15s.采用同样的方法直接在铂电极上所制得的酶电极灵敏度为9.4Acmmol-1。文献报道在铂电极上沉积聚邻氨基酚固定GOD,优化条件下得其酶电极的灵敏度为4.7Acmmol-1;若采用该优化实验条件在镀铂铅笔芯电极上以聚邻氨基酚来固定GOD,得到的灵敏度仅为2.41Acmmol-1。可见,与常规聚邻氨基酚固定GOD相比,聚邻氨基酚P聚多巴胺2葡萄糖氧化酶PPtP铅笔芯电极的灵敏度显著增加,表明DA聚合膜是固定GOD的更好基质,具有推广应用价值。

  米氏常数的估算酶电极体系的表观米氏常数Kappm可据如下Lineweaver2Burk方程1Piss=1Pimax+KappmPcimax求算,式中iss为加入酶作用底物后的稳态电流,imax为底物饱和时的大稳态电流,c为所加入底物的浓度。作1Piss1Pc图,可求出表观米氏常数Kappm=9.21mmolL-1。

  酶电极的稳定性酶电极经每天一次测定,30d后响应电流仍保持93,表现出良好的稳定性。血清中葡萄糖的检测分别取1.0mL血清(湖南中医学院附属医院提供),用pH7.0的20mmolL-1PB+0.1molL-1K2SO4溶液稀释至10.0mL,按上述方法测定,结果列于。2份样品的分析结果相对标准偏差分别为1.33和5.09,样品加标回收率在94.7和103之间。

  结论本文采用聚邻氨基酚P聚多巴胺2葡萄糖氧化酶PPtP铅笔芯方式制作酶电极用于葡萄糖检测,具有成本低廉、响应时间短、灵敏度高、线性范围宽和稳定性好等优点,具有一定的应用前景。

  

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