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原文传递一种胺脱氢酶电极及其制备方法和应用

专利名称：	一种胺脱氢酶电极及其制备方法和应用
摘要：	本发明公开了一种胺脱氢酶电极及其制备方法和应用。本发明涉及生物传感器技术领域，尤其涉及一种酶电极、酶生物传感器及其制备方法和应用。该电极包括基底电极、电子传导层和胺脱氢酶层，可实现酶分子的有效固定和酶与电极之间的电子转移，提高酶分子催化活性和传感器的灵敏度。本发明的酶电极以具有良好生物相容性的导电高分子聚乙烯亚胺修饰石墨烯、碳纳米管做电极材料，具有制作方法简单、检测灵敏度高、快捷准确、稳定性和重复性好的优点，具有良好的应用前景。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	厦门大学
发明人：	王世珍;姚光晓
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910102754.0
公开号：	CN109813781A
代理机构：	厦门市首创君合专利事务所有限公司
代理人：	张松亭;秦彦苏
分类号：	G01N27/30(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	361000 福建省厦门市思明南路422号
主权项：	1.一种胺脱氢酶电极，其特征在于：包括基底电极、电子传导层和胺脱氢酶层；所述电子传导层为还原氧化石墨烯-PEI复合材料或碳纳米管；所述胺脱氢酶的基因序列如SEQ IDNO.1所示。 2.根据权利要求1所述的胺脱氢酶电极，其特征在于：所述基底电极为玻碳电极、热解石墨电极、碳糊电极或金属电极。 3.一种胺脱氢酶电极的制备方法，其特征在于：包括： (1)将氧化石墨烯吸附PEI或氧化石墨烯共价接枝PEI，进行还原得到还原氧化石墨烯-PEI复合材料，所述还原氧化石墨烯-PEI复合材料再与胺脱氢酶混合固定化；或将碳纳米管与胺脱氢酶混合固定化；所述胺脱氢酶的基因序列如SEQ ID NO.1所示； (2)将还原氧化石墨烯-PEI复合材料固定化胺脱氢酶后的产物或将碳纳米管固定化胺脱氢酶后的产物复合于基底电极表面，得到胺脱氢酶电极。 4.根据权利要求3所述的胺脱氢酶电极的制备方法，其特征在于：所述基底电极为玻碳电极、热解石墨电极、碳糊电极或金属电极；所述基底电极为玻碳电极或热解石墨电极时预先经过表面预处理，表面预处理方法包括：将玻碳电极或热解石墨电极依次用直径1.0μm、0.3μm、0.05μm的Al2O3粉末抛光成镜面，用蒸馏水冲洗，然后依次在无水乙醇和蒸馏水中超声清洗，再将玻碳电极或热解石墨电极置于含有1～5mM K3Fe(CN)6和10～200mM KCl的溶液中进行电极活化，取出用蒸馏水冲洗，室温下晾干得到预处理的基底电极。 5.根据权利要求3所述的胺脱氢酶电极的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯亚胺是分子量范围为20～500kDa的直链或支链的聚乙烯亚胺，所述聚乙烯亚胺直接使用或利用pH6.0～8.0的磷酸缓冲液或1～100mmol/L的pH 8.0～10的氨水-氯化铵缓冲液，配制成浓度为5～200mg/ml的聚乙烯亚胺溶液使用。 6.根据权利要求3所述的胺脱氢酶电极的制备方法，其特征在于：所述还原氧化石墨烯-PEI复合材料制备方法包括：将7～100mL水、50～200mg KOH和150～300mg PEI搅拌均匀，加入4～10mL 4～6mg/mL的分散均匀的GO溶液，75～85℃加热回流22～26h后，加入6～10mL 1～3mol/L硼氢化钠进行还原，继续反应1～3h；反应完成后，经过离心、干燥即得到还原氧化石墨烯-PEI复合材料rGO-PEI。 7.根据权利要求3所述的胺脱氢酶电极的制备方法，其特征在于：所述胺脱氢酶的制备方法包括：利用如SEQ ID NO.1所示的胺脱氢酶基因制备可表达胺脱氢酶的工程菌；将上述工程菌接种，加入诱导剂，培养所得发酵液离心获得细胞；细胞超声破碎，离心，得到含有胺脱氢酶的粗酶液；将上述含有胺脱氢酶的粗酶液进行纯化除盐，得到胺脱氢酶。 8.根据权利要求3所述的胺脱氢酶电极的制备方法，其特征在于：所述还原氧化石墨烯-PEI复合材料与胺脱氢酶混合固定化的制备方法包括：将浓度为0.05～1mg/ml的所述还原氧化石墨烯-PEI复合材料与浓度为0.05～10mg/ml的胺脱氢酶溶液按照体积比1:1～4的比例混合，6000～10000rpm离心10～20min，冲洗，重悬于0.05～0.1M的pH 8.0～10.0的氨水-氯化铵缓冲液中，制备含0.25～50mg/ml胺脱氢酶的混合溶液，即为还原氧化石墨烯-PEI复合材料固定化胺脱氢酶后的产物；或，所述碳纳米管与胺脱氢酶混合固定化的制备方法包括：在富集碳纳米管的载体上添加胺脱氢酶溶液，干燥，反复添加胺脱氢酶溶液和干燥步骤若干次，得到胺脱氢酶-碳纳米管修饰物，即为碳纳米管固定化胺脱氢酶后的产物。 9.一种胺脱氢酶电极在测定溶液中的胺浓度上的应用，其特征在于：所述胺浓度的测定采用三电极体系，以权利要求1或2所述的胺脱氢酶电极为工作电极，或以根据权利要求3至8中任一项所述的制备方法所制备的胺脱氢酶电极为工作电极；参比电极为饱和甘汞电极、氢电极、银\|氯化银电极或汞\|氧化汞电极；对电极为铂丝电极或碳电极。 10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：以循环伏安和/或计时电流的方式测定溶液中的胺浓度；所述循环伏安方式的测试电位扫描速率为25～200mV/s；在加入1～20mg辅酶NADH的缓冲液中进行，测试之前通入N2，所述胺为苯乙胺、邻-甲基苯胺、1,3-二甲基丁胺、2-甲氧基苯胺；所述胺的浓度范围为50ppm～5mM；所述缓冲液为磷酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、碳酸盐缓冲液和醋酸盐缓冲液中的至少一种。
所属类别：	发明专利