2 0 0 6 年11 月第四届海峡两岸分析化学学术会议论文集湖北- 武汉碳纳米管界面上双酶葡萄糖传感器的研究许淑霞忆2 ，张成孝2 ，漆红兰2( 1 成都理工大学材料与化学化工学院，成都6 1 0 0 5 9 ；2 陕西师范大学化学与材料科学学院，西安7 1 0 0 6 2 )葡萄糖在生物体内具有极其重要的生理意义。葡萄糖浓度可借助其氧化还原酶反应，用酶传感器定量分析H 2 0 2 的氧化( 工作电位高于6 0 0m y ) 来确定，但是在高电位下有许多共存电活性物质可以被氧化而产生干扰，使传器的选择性变差。为了降低电流型生传感器的操作电位，人们提出了各种方法，其中研究较多的是制备介体性酶传感器【1 】，然而介体酶传感器的灵敏度不高，稳定性也不好，同样介体的氧化电位也偏高。利用葡萄糖氧化酶( G O D ) 的直接电子转移测定葡萄糖浓度，工作电压比较低、干扰也小，但G O D 的活性中心F A D 深埋在酶分子内部，很难直接迅速地进行电子交换。另一种方法是用辣根过氧化物酶( H R P ) 与G O D 进行偶合，制成双酶电极1 2 】。它的操作电位也通常较低( 2 0 0 0m Y ) ，在此电位下许多物质不能在电极上氧化或还原，对测定不干扰，提高了生物传感器的灵敏度和选择性。可利用H R P 的间接电子转移，即使用介体，催化G O D 与氧气反应产生的H 2 0 2 来测定葡萄糖；或者利用H R P 的直接电子转移将G O D 与H R P 进行偶合，实现葡萄糖的电化学测定。碳纳米管是1 9 9 1 年1 3 j 被发现的具有粒径小、比表面积大、表面反应活性高、催化效率高等优异性质的一种新型碳结构。根据碳管壁中碳原子层的数目而分为多壁碳纳米管( M W N T ) 和单壁碳纳米管( S W N T ) 两种。碳纳米管修饰电极对许多生物分子具有电催化作用：作为固体促进剂，可用于实现酶直接电化学。使它在电化学领域有广泛的应用前景。我们用多壁碳纳米管修饰H R P G O D ，利用H R P 的直接电子转移构建一种新的测定葡萄糖的双酶传感器。目的是降低测定葡萄糖的工作电位，消除抗坏血酸和尿酸的干扰。M W N T 在浓硝酸和高氯酸中处理后，表面带有C = O ，C O O H 等功能团，从而可与其它的化学试剂发生反应。用处理过的M W N T 修饰玻碳电极，然后用戊二醛、牛血清蛋白将G O D 和H R P 分层固定在M W N T 修饰玻碳电极表面。选择H R P ：G O D 的质量浓度比为2 ：1 ，工作温度为3 0 ，工作电位为5 0 m V ，O 1 0 m o L ( p H = 7 0 1磷酸盐缓冲溶液( P B S ) 为介质，采用恒电位考察了该传感器对葡萄糖响应的线性范围，线性范围为0 15m m o l L ，检出限为0 4m m o l L 。对葡萄糖浓度为5m m o l L 的溶液重复测定1 0 次，其相对标准偏差为2 7 。H R P 与H 2 0 2 反应的米氏常数为0 0 0 7 7m m o l L 。小的值说明酶反应速度很快，对底物亲和力很大。研究了该传感器的最大消除干扰能力。固定葡萄糖溶液浓度为5m m o l L ，当抗坏血酸浓度低于3m m o l L ，尿酸浓度低于2m m o l L 时其在电极上不产生干扰。该传感器抗干扰能力很强，因此该传感器完全可以满足临床测定的要求。该传感器在4 1 2 的条件下储存2 0 天，对葡萄糖的响应电流降低小于5 ，说明该传感器较为稳定。该生物传感器用于人体血清中葡萄糖含量的检测，采用标准加入法进行回收实验，回收率在9 6 - - 1 0 1 之间，结果满意。可望应用于临床和食品检验中葡萄糖的检测。利用H R P 和其它氧通讯联系人2 0 22 0 0 6 年1 1 月第四届海峡两岸分析化学学术会议论文集湖北武汉化酶偶联，可测定其它氧化酶底物，扩大测定物种。参考文献： 1 】M a r c h e s i e l l oM ，G e n i 6 sE u 9 6 n eM E l e c t r o c h i m i c a A c t a , 1 9 9 2 ，3 7 ：1 9 8 7 2 】G u z m d mV 矗z q u e zd eP r a d aA ，P e f i aN ，M e n aML ，R e v i e j oAJ ，P i n g a r r 6 nJM B i o s e n s o r sa n dB i o e l e c t r o n i c s ，2 0 0 3 ，1 8 ：12 7 9 【3 I i j i m aS N a t u r e ，1 9 9 1 ，3 5 4 ：5 6 T h eM u t i p l e - W a l lC a r b o nN a n o t u b c sM o d i f y i n gM e d i a t o r l e s s O x i d a s e P e r o x i d a s eB i e n z y m eB i o s e n s o r sX uS h u x i a + 1 一，Z h a n gC h e n g x i a 0 2 ，Q iH o n g 。l a n 2( 1 C o l l e g eo f M a t e r i a l sa n dC h e m i s t r y & C h e m i c a lE n g e n i e e r i n g ，C h e n g d o uU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y , C h e n g d o u ，S i c h u a n6 1 0 0 5 9 ；2 C o l l e g eo f C h e m i s t r ya n dM a t e r i a l sS c i e n c e ，S h a a n x iN o r m a lU n i v e r s i t y ，X i a n ，S h a a n x i7 1 0 0 6 2 )2 0 3