CN109813784B - 一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器及其制备方法和应用 - Google Patents

一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于传感器技术领域，公开了一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器及其制备方法和应用。本发明利用循环伏安法将多肽电聚合于石墨电极表面，所制备的修饰电极的条件电位与溶液pH值呈良好的线性关系，更重要的是，在没有外加电流的情况下，该传感器的开路电位与溶液pH值也呈现良好的线性关系，这表明可利用开路电位来指示溶液中pH值的变化。将所制备的pH传感器用于去离子水和牛奶中pH的检测，所得结果与商业化的pH玻璃电极进行比较，具有稳定性高，抗稳定性强的优势。

Description

一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器及其制备方 法和应用
技术领域
本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器及其制备方法和应用。
背景技术
在人类的很多生产领域与pH是密切相关的，pH传感器在化学、生物化学、环境科学以及工业生产等方面应用日益增加。光学与电化学技术已广泛应用于pH值的测定。相对于光学pH传感器，电化学pH传感器具有成本低、稳定性好、灵敏度高和线性范围广等优点，其中玻璃pH传感器已商业化，广泛用于各个领域中。
目前，酚类化合物的功能化聚合物的pH传感器已广泛地应用于溶液中pH值的检测。聚氯乙烯-醌氢醌复合电极在25℃时的电位-pH响应斜率为34.1±7.3mV/pH，而且pH检测可达9.5；醌氢醌复合电极在25℃时的电位-pH响应斜率为-57.7mV/pH，接近理论的pH响应斜率。然而，文献报道的酚类化合物导电聚合物膜的制备过程大多复杂。另外，根据相关文献报道，玻璃pH电极容易吸附蛋白质，从而使得测量出现比较大的误差，进而影响它在一些领域的应用。
L-色氨酸是人类和动物体内需要的必须氨基酸之一，可以在固体电极上氧化，因此可以用电化学方法检测色氨酸。以氨基酸为基础的多肽与蛋白质具有很好的亲和性，从而可以避免蛋白质对该多肽氧化物膜(电位型)pH传感器的影响。据我们所知，目前还没有关于多肽类(电位型)pH传感器的报道。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器的制备方法。
本发明的又一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器。
本发明的再一目的在于提供一种上述基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)以磷酸盐缓冲溶液为电解液，以多肽为成膜反应物，配制多肽溶液，作为电聚合溶液；
(2)将石墨电极浸入步骤(1)所得多肽溶液中作为工作电极，以钛片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，与电化学工作站进行连接，通过连续的循环伏安法后进行清洗干燥制备得到多肽氧化物膜修饰石墨电极，即基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器。
步骤(1)中所述多肽的氨基酸序列为Lys-Phe-Trp-Gly-Lys；所述磷酸盐缓冲溶液的浓度为0.05mol/L且pH值为7.0；所述多肽溶液中多肽的浓度为0.001mol/L，多肽溶液的温度为25±10℃。
步骤(2)中所述循环伏安法的电位区间为-200～1000mV、扫描速度为10～100mV/s和电位扫描圈数为2～10。
一种根据上述的制备方法制备得到的基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器。
上述的基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器在溶液pH值检测中的应用。
所述应用包括以下步骤：
(1)将基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器作为指示电极，测量条件电位和开路电位随pH线性变化曲线分别为Erpp(mV)＝464.7-60.8pH和Eocp(mV)＝386.4-48.4pH；
(2)以基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器作为指示电极，依据步骤(1)所得条件电位和开路电位随pH线性变化曲线，测量去离子水、牛奶或牛***溶液的pH值。
步骤(1)所述条件电位检测pH的区间为1～10，开路电位检测pH的区间为1～11。
步骤(2)中所述牛***溶液是指用去离子水将牛奶进行稀释获得。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明利用循环伏安法将多肽电聚合于石墨电极表面，所制备的修饰电极的条件电位与溶液pH值呈良好的线性关系，更重要的是，在没有外加电流的情况下，该传感器的开路电位与溶液pH值也呈现良好的线性关系，这表明可利用开路电位来指示溶液中pH值的变化；将所制备的pH传感器用于去离子水和牛奶中pH的检测，所得结果与商业化的pH玻璃电极进行比较，具有稳定性高，抗稳定性强的优势。
附图说明
图1是基于色氨酸多肽氧化物膜电极的条件电位与pH的关系曲线；
图2是基于色氨酸多肽氧化物膜电极的开路电位与pH的关系曲线；
图3是一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器和商业化的玻璃pH传感器分别在去离子水和牛奶pH检测中对比。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。根据本发明设计目的，同类物质的简单替代以及尺寸形状的变化，例如改变多肽电聚合过程的温度、改变溶质的用量或者溶液的pH值等均应属于本发明的范围；下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为本技术领域现有的常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1：一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器的制备
本实施例所使用的多肽由上海强耀生物科技有限公司合成，其氨基酸序列为Lys-Phe-Trp-Gly-Lys。
本实施例的基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器，通过以下方法制备得到：
(1)以0.05mol/L磷酸盐缓冲溶液为电解液，以多肽为成膜反应物，配制浓度为0.001mol/L多肽溶液，作为电聚合溶液；多肽溶液温度为25±10℃；
(2)将石墨电极浸入步骤(1)的多肽溶液中作为工作电极，以钛片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，与电化学工作站进行连接，设置循环伏安法的电位区间为-200～1000mV、扫描速度为100mV/s和聚合段数为10段，通过连续的循环伏安法后进行清洗干燥制备得多肽氧化物膜修饰石墨电极，即本发明基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器。
实施例2：一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器检测溶液pH值的方法建立
阐明实施例1的基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器检测溶液pH值的方法建立，通过以下方法得到：
将经过实施例1制得的基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器作为指示电极，测量条件电位和开路电位随pH线性变化曲线；
结果如图1所示，基于色氨酸多肽氧化物膜的条件电位随pH的增大而负移，在pH1～10的范围，条件电位与pH之间呈现良好的线性关系，斜率60.8mV/pH接近理论的pH响应斜率；更重要的是如图2所示，在没有外加电流的情况下，其开路电位在pH1～11的范围与pH呈现良好的线性关系，这表明开路电位同样可以检测溶液的pH值。
实施例3：基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器的实际应用
对实施例2基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器检测溶液pH值的方法建立后的实际应用，具体操作步骤如下：
以将经过实施例1制得的基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器作为指示电极，依据条件电位和开路电位随pH线性变化曲线，测量去离子水、牛奶和牛***样品的pH值。
结果如图3所示，基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器与商业化的玻璃pH传感器对于去离子水的测定，两者所测pH值接近；对于牛奶的测定，基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器测定的pH值随牛奶的稀释变化不明显，而商业化的玻璃pH传感器测定的pH值随牛奶的稀释而增大，稀释到2倍时，两者的pH值吻合。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Figure BDA0001965714940000061
SEQUENCE LISTING
<110> 华南师范大学
<120> 一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器及其制备方法和应用
<130> 1
<160> 1
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 5
<212> PRT
<213> Artificial
<220>
<223> 多肽氨基酸序列
<400> 1
Lys Phe Trp Gly Lys
1 5

Claims (5)

1.一种基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器在溶液pH值检测中的应用，其特征在于：所述应用包括以下步骤：
(1)将基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器作为指示电极，测量条件电位和开路电位随pH线性变化曲线分别为Erpp＝464.7-60.8pH和Eocp＝386.4-48.4pH，电位的单位为mV；
(2)以基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器作为指示电极，依据步骤(1)所得条件电位和开路电位随pH线性变化曲线，测量去离子水、牛奶或牛***溶液的pH值；
所述基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器按照以下制备步骤制备得到：
(a)以磷酸盐缓冲溶液为电解液，以多肽为成膜反应物，配制多肽溶液，作为电聚合溶液；
(b)将石墨电极浸入步骤(a )所得多肽溶液中作为工作电极，以钛片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，与电化学工作站进行连接，通过连续的循环伏安法后进行清洗干燥制备得到多肽氧化物膜修饰石墨电极，即基于色氨酸多肽氧化物膜的电位型pH传感器。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(1)所述条件电位检测pH的区间为1～10，开路电位检测pH的区间为1～11。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(2)中所述牛***溶液是指用去离子水将牛奶进行稀释获得。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(a)中所述多肽的氨基酸序列为Lys-Phe-Trp-Gly-Lys；所述磷酸盐缓冲溶液的浓度为0.05mol/L且pH值为7.0；所述多肽溶液中多肽的浓度为0.001mol/L，多肽溶液的温度为25±10℃。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(b)中所述循环伏安法的电位区间为-200～1000mV、扫描速度为10～100mV/s和电位扫描圈数为2～10。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111671970B (zh) * 2020-07-30 2021-12-14 齐鲁工业大学 伯氨基暴露量为7％的多肽单层膜及其制备方法与应用
CN114076787B (zh) * 2021-11-24 2023-11-07 山东省科学院生物研究所 一种聚合物伏安式pH电极及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1947658A (zh) * 2005-10-14 2007-04-18 复旦大学附属中山医院 一种在体实时光敏感血液pH传感器及其制备方法
CN103163201A (zh) * 2013-03-29 2013-06-19 扬州大学 一种基于聚邻氨基苯甲酸的pH敏感的阳极智能开关及其应用
CN103675061A (zh) * 2013-12-16 2014-03-26 南京市第二医院 一种基于锐钛矿型TiO2纳米粒子的pH传感器及pH值检测方法
CN105548174A (zh) * 2015-12-04 2016-05-04 贵州大学 一种光开关型测定溶液pH的探针方法
CN106290508A (zh) * 2016-07-29 2017-01-04 华南师范大学 一种双酚a电聚合膜功能化碳纳米管/硫化镉复合电极及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6346387B1 (en) * 1995-06-27 2002-02-12 Xanthon, Inc. Detection of binding reactions using labels detected by mediated catalytic electrochemistry

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1947658A (zh) * 2005-10-14 2007-04-18 复旦大学附属中山医院 一种在体实时光敏感血液pH传感器及其制备方法
CN103163201A (zh) * 2013-03-29 2013-06-19 扬州大学 一种基于聚邻氨基苯甲酸的pH敏感的阳极智能开关及其应用
CN103675061A (zh) * 2013-12-16 2014-03-26 南京市第二医院 一种基于锐钛矿型TiO2纳米粒子的pH传感器及pH值检测方法
CN105548174A (zh) * 2015-12-04 2016-05-04 贵州大学 一种光开关型测定溶液pH的探针方法
CN106290508A (zh) * 2016-07-29 2017-01-04 华南师范大学 一种双酚a电聚合膜功能化碳纳米管/硫化镉复合电极及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
pH-Dependent Electrochemical Behaviors of Ruthenium Complex/Carbon Nanotube Composites on Platinum and Pencil-lead Electrodes;Ozawa Hiroaki等;《CHEMISTRY LETTERS》;20130905;第42卷(第9期);摘要，第1059页左栏第3段，第1060页右栏第3段，图1、4 *
Switching the redox mechanism: Models for proton-coupled electron transfer from tyrosine and tryptophan;Sjodin M等;《JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY》;20050323;第127卷(第11期);摘要，实验部分 *
聚色氨酸修饰玻碳电极测定动物性食品中己烯雌酚;马心英等;《食品工业科技》;20170715;第38卷(第14期);摘要，材料与方法 *

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