GCE／DNA／PFS／RTIL／HRP修饰电极的制备及其电催化行为.pdfVIP

第28卷 第3期 应 用 化 学 Vo1．28No．3 2011年 3月 CHINESEJ0URNAL 0FAPPLIED CHEMISTRY Mar．2011 GCE／DNA／PFS／RTIL／HRP修饰 电极的制备 及其 电催化行为 赵素彩 张 梅．万玲利 宋永海 汪 莉 (江西师范大学化学化工学院 南昌330022) 摘 要 将辣根过氧化物酶 (HRP)固定在室温离子液体 (RTIL)／聚二茂铁硅烷 (PFS)／DNA复合材料修饰的 玻碳电极 (GCE)表面，构建了GcE／DNA／PFs／RTIL／HRP修饰电极，详细地研究了该修饰电极的电催化行为， 优化了电解质溶液的pH值和RTIL的体积对催化过氧化氢 (HO：)的影响、。电化学实验结果表明，DNA、PFS 和RTIL复合膜既为HRP提供了一个生物兼容的微环境 ；又有效地促进了电子在 HRP和电极表面之间的传 递。在最优实验条件下，该修饰电极对HO具有快速的催化响应，在2S内即可达到稳态电流的95％，其响应 在 3．25tLmol／L～1．47mmol／L( 0．999，n=10)和 1．86～5．35mmol／L(r=0．996，n=12)范围内呈 良好的线 性关系，检出限为0．86ixmol／L。该传感器灵敏度高、重现性和稳定性好。此外，该修饰电极还能催化O，还原。 关键词 DNA，HRP，H，O，，PFS，RTIL 中图分类号 ：0657．1 文献标识码 ：A 文章编号：1000-0518(2011)03-0333-05 DOI：10．3724／SP．J．1095．2011．00291 过氧化氢 (H：O)是临床化学中的一种重要物质，是过氧化物酶酶促反应的中间产物，因此，精确地 测定微量H：0：对食品、药物和环境分析等具有重要意义 。目前测定 HO 的主要方法有紫外．可见分 光光度法 J、荧光法 J、化学发光法 和电化学传感器法 J。以酶为基础的H0电化学生物传感器因 其灵敏度高、选择性好，可进行快速、实时、在线分析检测，且具有仪器简单和成本低等优势，在临床诊 断、食品工业、生物检测和环境分析等领域得以广泛应用 。为了保持固载在 电极表面上的酶的生物活 性，实现酶与电极之问的直接电子传递 ，已有工作采用DNA固载辣根过氧化物酶(HRP)制成了H：0 电 化学传感器 。DNA修饰在 电极表面可以形成网络结构，该网络结构既可 以保持酶的生物活性又可 以促进电极表面与酶活性中心的电子传输。聚二茂铁硅烷 (PFS)是一种带正电荷 的电活性聚电解质， 主链 中二茂铁基团氧化后能增强链 的运动性，有利于表面电荷和电活性物质的扩散 。PFS吸附到 DNA网络膜上，会形成三维多孔性渗透膜，能够促进 PFS发生氧化还原反应产生的电子传输，已被制成 抗坏血酸和尿酸电化学传感器 ¨ 。室温离子液体 (RTIL)掺杂在 DNA中形成了一种既能保持酶生物 活性又能促进 电子传输 的复合膜 ¨ ，已被用于固载HRP并制成了H：O 电化学传感器 ¨。 本文将HRP固定在DNA／PFS／RTIL修饰的玻碳 电极上，构建了GCE／DNA／PFS／RTIL／HRP修饰 电 极。利用固定的HRP对H：O的催化还原作用实现了对H：O的定量检测。该传感器克服了以往构建方 法中修饰薄膜对 电子传输的阻碍，且具有稳定性高和再现性好等优点。实验中详细地优化了电极的制 备条件，对传感器的分析性能进行了评价。 1 实验部分 1．1 试剂和仪器 辣根过氧化物酶(HRP，TypeX，520U／mg)购于Sigma公司；聚二茂铁硅烷 (PFS，198％)和室温离 子液体(BMIM·BF，I97％，简称RTIL)购于Aldrich公司；A-DNA购于北京华美生物技术公司；30％的 H：0溶液购于北京化学试剂厂(分析纯)，不同浓度的H0溶液在使用前配制。100mg／L的A．DNA 由 2010-05-17收稿，2010-07-05修回 国家 自然科学基金20905032)、江西省 自然科学基金(2007GZW