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专利号: 2020107074162
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-11-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种检测蔗糖酶和葡萄糖氧化酶的电化学阻抗传感器及其逻辑门应用,其特征在于,机理如下:本发明基于GSH中的巯基与Ag(I)和Ag(I与)Ag(I)相互作用合成了一种特殊的复合物(GSH-Ag(I)),在H2O2存在时,能够将DAB氧化形成不导电的不溶性IP并附着在电极表面,极大地增加了电阻。因为蔗糖酶能够特异地催化蔗糖转化为D-葡萄糖和D-果糖,而葡萄糖氧化酶能够特异性地将葡萄糖转化为葡萄糖酸和H2O2,基于GSH-Ag(I)复合物对DAB和H2O2的电催化作用,可实现蔗糖酶和葡萄糖氧化酶的活性检测。基于此,构建了一种简单、快速、高灵敏、高选择性、免标记的蔗糖酶和葡萄糖氧化酶分析方法。随后,将蔗糖酶、葡萄糖氧化酶、GSH-Ag(I)复合物设置为信号输出1、2、3,电化学阻抗作为信号输出,构建了一种AND-AND-AND布尔逻辑门。

2.一种检测蔗糖酶和葡萄糖氧化酶的电化学阻抗传感器及其逻辑门应用,具体步骤如下:

(1)传感器的制备

a.GSH-Ag(I)复合物的制备:依次取1~10μL浓度为0.1~20mM的硝酸银水溶液、1~10μL浓度为0.1~20mM谷胱甘肽水溶液,混合均匀后加入磷酸缓冲溶液(10mM,pH7.0,Na2HPO4/NaH2PO4)配成50~120μL的溶液,将溶液在25~40℃下缓缓震荡8~17min,即得到GSH-Ag(I)复合物,使用前将该复合物溶液与50~120μL 0.02%wt Nafion溶液混合均匀,静置5~

20min。

b.将玻碳电极(GCE,直径为3mm)在麂皮上依次用粒径0.3μm、0.05μm的三氧化二铝粉末抛光0.5~5min,抛光后将电极置于超声清洗器中用超纯水超声清洗1~5min,然后用N2吹干,记为GCE;

c.利用循环伏安法,设置电位范围为-1.2~0.5V、扫速5~20mV/s将0.5~2mg/mL石墨烯分散液(GO)电沉积到裸玻碳电极上得到GO/GCE;然后取5~15μL(a)中溶液滴涂于GO/GCE上,室温下静置20~60min,用超纯水缓缓冲洗电极,记为GSH-Ag(I)/GO/GCE。

(2)电催化性能测试

将GSH-Ag(I)/GO/GCE置于含2mM DAB、2mM H2O2的磷酸缓冲溶液(PBS,0.1M,pH 7.0)中通过循环伏安法扫描10个循环,再将电极转移至5mM[Fe(CN)6]3-/4-的中检测电化学交流阻抗响应。

(3)蔗糖酶及葡萄糖氧化酶的分析检测

100μL反应液中含有蔗糖1~50mM、蔗糖酶0.1~104U/L、葡萄糖氧化酶0.01~103U/L,磷酸缓冲溶液(PBS,0.1M,pH 7.0),将该反应液置于25~40℃水浴中反应40~120min;反应完成后,加入100μL含2mM DAB的磷酸缓冲溶液(PBS,0.1M,pH 7.0),再将GSH-Ag(I)/GO/GCE置于这种混合溶液中通过循环伏安法扫描10个循环,再将电极转移至5mM[Fe(CN)6]3-/4-的中检测电化学交流阻抗响应。

改变蔗糖酶浓度(终浓度:0.1~104U/L),其它步骤同上,可实现不同浓度的蔗糖酶检测。

改变葡萄糖氧化酶浓度(终浓度:0.01~103U/L),其它步骤同上,可实现不同浓度葡萄糖氧化酶检测。

3.根据权利要求1-2所述的一种检测蔗糖酶和葡萄糖氧化酶的电化学阻抗传感器及其逻辑门应用,其特征在于:基于GSH中的巯基与Ag(I)和Ag(I与)Ag(I)相互作用合成了一种特殊的复合物(GSH-Ag(I)),H2O2存在时,利用循环伏安法(电位范围:-1.0~+0.5V,扫速:

10mV·s-1)将DAB氧化形成不导电的不溶性IP并附着在电极表面,再通过交流阻抗法(频率范围:10-2~105Hz,振幅:2mV)得到电阻变化规律。

4.根据权利要求1-3所述的一种检测蔗糖酶和葡萄糖氧化酶的电化学阻抗传感器及其逻辑门应用,其特征在于:可以实现不同浓度蔗糖酶和葡萄糖氧化酶的检测,检测限分别为:对蔗糖酶浓度线性相关方程为y=8702CInvertase+10806,R2=0.9998,检测限为0.05U/L;

对葡萄糖氧化酶浓度线性相关方程为y=8880CGOx+14750,R2=0.9954,检测限为0.008U/L。

5.根据权利要求1~3所述的一种检测蔗糖酶和葡萄糖氧化酶的电化学阻抗传感器及其逻辑门应用,其特征在于:采用蔗糖酶、葡萄糖氧化酶及GSH-Ag(I)复合物作为三个信号输出,DAB和H2O2条件下的阻抗信号作为信号输出,构建了一种AND-AND-AND布尔逻辑门。