專利名稱：聚苯胺-海藻酸-離子液體-酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚苯胺-海藻酸-離子液體-酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電高分子具有特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性能使它在生物傳感器、電磁屏蔽、金屬防腐和隱身技術(shù)上有著廣泛、誘人的應(yīng)用前景。在各種導(dǎo)電高分子中，聚苯胺具有易成膜且膜的穩(wěn)定性好、易于化學(xué)或電化學(xué)合成等特點(diǎn)，是導(dǎo)電高分子領(lǐng)域中研究較多的體系之一。聚苯胺修飾的酶電極是生物傳感器研究的熱點(diǎn)，并已發(fā)展了多種制備方法。酶固定方法的選擇對(duì)于制備響應(yīng)快、靈敏度高、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)的傳感器至關(guān)重要。海藻酸具有生物相容性好、價(jià)格低廉、材料易得、制備簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，已成為使用最為廣泛的酶固定化載體之一。 室溫離子液體是國(guó)際綠色化學(xué)的前沿和熱點(diǎn)，與傳統(tǒng)的易揮發(fā)有機(jī)溶劑相比，離子液體具有良好的導(dǎo)電性、非揮發(fā)性、較寬的電化學(xué)窗口、低蒸汽壓和選擇性溶解能力等優(yōu)點(diǎn)，已在有機(jī)催化合成、有機(jī)電化學(xué)合成、電化學(xué)、生物化學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮了獨(dú)特的作用，為解決全球能源、資源、環(huán)境等重大戰(zhàn)略性問(wèn)題提供了新機(jī)遇。已有文獻(xiàn)報(bào)道在離子液體中通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)方法合成導(dǎo)電高分子。近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)許多酶在離子液體中具有良好的性能，有利于進(jìn)行電化學(xué)和電催化反應(yīng)。同時(shí)，離子液體高的離子導(dǎo)電性能還可有效促進(jìn)酶與電極材料之間的電子傳輸。 修飾電極作為生物傳感器中的重要部件，其制備方法對(duì)生物傳感器的性能有很大的影響。但現(xiàn)有技術(shù)中聚苯胺-酶修飾電極制備工藝一般較復(fù)雜，制備周期長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有不足而提出的一種聚苯胺_海藻酸_離子
液體-酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、容易操作、制備周期短。
本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用解決方案為聚苯胺-海藻酸-離子液
體-酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法，其特征在于包括有以下步驟1)將苯胺與海藻酸溶于
pH為1-3的鹽酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的濃度為0. 01-0. 05mol/L，海藻酸的質(zhì)
量百分濃度為O. 1-0.5% ; 2)向溶液A中加入離子液體，攪拌1-2小時(shí)后，得到溶液B，加入的離子液體質(zhì)量為溶液A的1-5% ; 3)向溶液B中加入酶，超聲10-30分鐘，得到溶液C，酶在溶液C中的濃度為0. 01-lmg/mL ; 4)在配備工作電極、對(duì)電極和參比電極的溶液C中進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安法合成，循環(huán)電位在-0. 25-0. 85V之間，即得到聚苯胺_海藻酸_離子液體_酶復(fù)合膜修飾電極。
按上述方案，所述的工作電極為金、鉬或氧化銦錫；
按上述方案，所述的離子液體為1-丁基_3-甲基咪唑六氟化磷或1-丁基-3-甲 基咪唑四氟化硼； 按上述方案，所述的酶為過(guò)氧化物酶、葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、脂肪酶或膽固 醇氧化酶； 按上述方案，所述的電化學(xué)循環(huán)伏安法采用掃描圈數(shù)為20-200圈。 本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理是海藻酸作為摻雜劑參與聚苯胺的電化學(xué)聚合，且它是優(yōu)良的
酶固定載體。同時(shí)體系中的離子液體可作為電子傳遞促進(jìn)劑與酶相結(jié)合，可在電極表面電
沉積得到聚苯胺_海藻酸_離子液體_酶復(fù)合膜修飾電極。 與已有技術(shù)相比較，本發(fā)明已達(dá)到的技術(shù)效果 海藻酸來(lái)源豐富，具有良好的生物相容性，是優(yōu)良的酶固定載體，且可作為摻雜劑 參與聚苯胺的電化學(xué)聚合。同時(shí)體系中的電子傳遞促進(jìn)劑離子液體與酶相結(jié)合，可在電極 表面電沉積得到聚苯胺_海藻酸_離子液體_酶復(fù)合膜修飾電極，本發(fā)明反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，容 易操作，制備周期短，復(fù)合膜厚度可控。
具體實(shí)施例方式
為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的
內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1 : 1)將苯胺與海藻酸溶于pH為1的鹽酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的濃度 為0. 01mol/L，海藻酸的質(zhì)量百分濃度為0. 1% ; 2)向溶液A中加入離子液體1- 丁基-3-甲基咪唑六氟化磷，攪拌1小時(shí)后，得到 溶液B，加入的離子液體質(zhì)量為溶液A的2% ; 3)向溶液B中加入過(guò)氧化物酶，超聲30分鐘，得到溶液C，過(guò)氧化物酶在溶液C中 的濃度為0. 01mg/mL ; 4)在配備金工作電極、對(duì)電極和參比電極的溶液C中進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安法合 成，循環(huán)電位在-0. 25-0. 85V之間，掃描圈數(shù)為20圈，即得到聚苯胺_海藻酸_離子液 體-酶復(fù)合膜修飾電極。
實(shí)施例2 : 1)將苯胺與海藻酸溶于pH為2的鹽酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的濃度 為0. 03mol/L，海藻酸的質(zhì)量百分濃度為0. 2% ; 2)向溶液A中加入離子液體1- 丁基-3-甲基咪唑六氟化磷，攪拌2小時(shí)后，得到 溶液B，加入的離子液體質(zhì)量為溶液A的1% ; 3)向溶液B中加入葡萄糖氧化酶，超聲20分鐘，得到溶液C，葡萄糖氧化酶在溶液 C中的濃度為lmg/mL ; 4)在配備鉑工作電極、對(duì)電極和參比電極的溶液C中進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安法合 成，循環(huán)電位在-0. 25-0. 85V之間，掃描圈數(shù)為100圈，即得到聚苯胺_海藻酸_離子液 體-酶復(fù)合膜修飾電極。
實(shí)施例3 : 1)將苯胺與海藻酸溶于pH為3的鹽酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的濃度為0. 05mol/L，海藻酸的質(zhì)量百分濃度為0. 3% ; 2)向溶液A中加入離子液體1- 丁基_3-甲基咪唑四氟化硼，攪拌1小時(shí)后，得到 溶液B，加入的離子液體質(zhì)量為溶液A的2% ; 3)向溶液B中加入乳酸氧化酶，超聲10分鐘，得到溶液C，乳酸氧化酶在溶液C中 的濃度為0. 5mg/mL ; 4)在配備氧化銦錫工作電極、對(duì)電極和參比電極的溶液C中進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安 法合成，循環(huán)電位在-0. 25-0. 85V之間，掃描圈數(shù)為50圈，即得到聚苯胺_海藻酸_離子液
體-酶復(fù)合膜修飾電極。
實(shí)施例4 : 1)將苯胺與海藻酸溶于pH為1的鹽酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的濃度 為0. 05mol/L，海藻酸的質(zhì)量百分濃度為0. 4% ; 2)向溶液A中加入離子液體1- 丁基-3-甲基咪唑四氟化硼，攪拌2小時(shí)后，得到 溶液B，加入的離子液體質(zhì)量為溶液A的4% ; 3)向溶液B中加入脂肪酶，超聲30分鐘，得到溶液C，脂肪酶在溶液C中的濃度為 0. 3mg/mL ; 4)在配備金工作電極、對(duì)電極和參比電極的溶液C中進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安法合 成，循環(huán)電位在-0. 25-0. 85V之間，掃描圈數(shù)為200圈，即得到聚苯胺_海藻酸_離子液 體-酶復(fù)合膜修飾電極。
實(shí)施例5 : 1)將苯胺與海藻酸溶于pH為2的鹽酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的濃度 為0. 01mol/L，海藻酸的質(zhì)量百分濃度為0. 2% ; 2)向溶液A中加入離子液體1- 丁基-3-甲基咪唑六氟化磷，攪拌1. 5小時(shí)后，得 到溶液B，加入的離子液體質(zhì)量為溶液A的3% ; 3)向溶液B中加入膽固醇氧化酶，超聲20分鐘，得到溶液C，膽固醇氧化酶在溶液 C中的濃度為0. 05mg/mL; 4)在配備鉑工作電極、對(duì)電極和參比電極的溶液C中進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安法合 成，循環(huán)電位在-0. 25-0. 85V之間，掃描圈數(shù)為100圈，即得到聚苯胺_海藻酸_離子液 體-酶復(fù)合膜修飾電極。
實(shí)施例6 : 1)將苯胺與海藻酸溶于pH為3的鹽酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的濃度 為0. 05mol/L，海藻酸的質(zhì)量百分濃度為0. 4% ; 2)向溶液A中加入離子液體1- 丁基-3-甲基咪唑四氟化硼，攪拌1小時(shí)后，得到 溶液B，加入的離子液體質(zhì)量為溶液A的4% ; 3)向溶液B中加入葡萄糖氧化酶，超聲30分鐘，得到溶液C，葡萄糖氧化酶在溶液 C中的濃度為0. 5mg/mL ; 4)在配備工作電極、對(duì)電極和參比電極的溶液C中進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安法合成， 循環(huán)電位在-0. 25-0. 85V之間，掃描圈數(shù)為80圈，即得到聚苯胺_海藻酸_離子液體_酶 復(fù)合膜修飾電極。 本發(fā)明所列舉的各原料都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以及各原料的上下限取值、區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明；在此不一一列舉實(shí)施例。本發(fā)明的工藝參數(shù)(如溫度、時(shí)間等)的上下限取 值、區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。
權(quán)利要求
聚苯胺-海藻酸-離子液體-酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法，其特征在于包括有以下步驟1)將苯胺與海藻酸溶于pH為1-3的鹽酸溶液中，得到溶液A，溶液A中苯胺的濃度為0.01-0.05mol/L，海藻酸的質(zhì)量百分濃度為0.1-0.5％；2)向溶液A中加入離子液體，攪拌1-2小時(shí)后，得到溶液B，加入的離子液體質(zhì)量為溶液A的1-5％；3)向溶液B中加入酶，超聲10-30分鐘，得到溶液C，酶在溶液C中的濃度為0.01-1mg/mL；4)在配備工作電極、對(duì)電極和參比電極的溶液C中進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安法合成，循環(huán)電位在-0.25-0.85V之間，即得到聚苯胺-海藻酸-離子液體-酶復(fù)合膜修飾電極。
2. 按權(quán)利要求1所述的聚苯胺_海藻酸_離子液體_酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法，其特征在于所述的工作電極為金、鉬或氧化銦錫。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的聚苯胺_海藻酸_離子液體_酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法，其特征在于所述的離子液體為1- 丁基-3-甲基咪唑六氟化磷或1- 丁基-3-甲基咪唑四氟化硼。
4. 按權(quán)利要求1或2所述的聚苯胺_海藻酸_離子液體_酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法，其特征在于所述的酶為過(guò)氧化物酶、葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、脂肪酶或膽固醇氧化酶。
5. 按權(quán)利要求1或2所述的聚苯胺_海藻酸_離子液體_酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法，其特征在于所述的電化學(xué)循環(huán)伏安法采用掃描圈數(shù)為20-200圈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚苯胺-海藻酸-離子液體-酶復(fù)合膜修飾電極的制備方法，包括有以下步驟1)將苯胺與海藻酸溶于鹽酸溶液中，得到溶液A；2)向溶液A中加入離子液體，攪拌得到溶液B；3)向溶液B中加入酶，超聲，得到溶液C；4)在配備工作電極、對(duì)電極和參比電極的溶液C中進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安法合成，即得到聚苯胺-海藻酸-離子液體-酶復(fù)合膜修飾電極。與已有技術(shù)相比較，本發(fā)明已達(dá)到的技術(shù)效果本發(fā)明反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，容易操作，制備周期短，復(fù)合膜厚度可控。
文檔編號(hào)G01N27/327GK101793861SQ20101013431
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者喻湘華, 李亮, 潘杰, 鄢國(guó)平, 魏玉研 申請(qǐng)人:武漢工程大學(xué)