【摘要】：自從第三代葡萄糖傳感器的概念被提出以來(lái)，葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，GOx或GOD)與電極之間的直接電子傳遞(Direct electron transfer，DET)問(wèn)題就備受研究者的關(guān)注。對(duì)GOx在電極表面DET的認(rèn)識(shí)對(duì)構(gòu)建新的第三代葡萄糖傳感器具有重要的意義。本文通過(guò)恒電位技術(shù)將聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)修飾到碳纖維微電極上，方便地在碳纖維微電極上構(gòu)建了多孔的表面修飾層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PEDOT具有優(yōu)良的電化學(xué)活性，修飾電極的電活性表面積比裸電極提高了100倍以上。同時(shí)，修飾電極的異相電子轉(zhuǎn)移能力和金、鉑等貴金屬微電極相當(dāng)。

實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)靜電力作用，將GOx有效地固定在PEDOT修飾電極表面，構(gòu)建了PEDOT-GOx修飾碳纖維微電極，并對(duì)酶電極的電化學(xué)行為進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PEDOT修飾層上負(fù)載的酶分子與電極之間具有直接的電子傳遞(DET)過(guò)程，且該過(guò)程發(fā)生時(shí)涉及單質(zhì)子、雙步單電子的轉(zhuǎn)移。由于這個(gè)特殊的DET行為，使得GOx的活性中心(FAD)的氧化還原特征電位低于理論值，而更低的電位代表著得到的酶電極具有更好的選擇性，這一點(diǎn)在對(duì)紅酒、運(yùn)動(dòng)飲料樣品中的葡萄糖含量的檢測(cè)中得到了驗(yàn)證。同時(shí)，酶電極的線性范圍為0.5-15mmol·L~(-1)(n=5)，靈敏度為8.5μA·cm~(-2)·m M~(-1)，米氏常數(shù)為6.5 m M，并且在60天后，酶電極依舊保持著81.3%的相對(duì)電流響應(yīng)。利用上面的修飾方法制備了PEDOT和GOx修飾的絲網(wǎng)印刷電極(SPE)，并對(duì)葡萄糖在修飾電極上的電化學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制備得到的SPE-PEDOT-GOx電極對(duì)底物具有具有較好的電催化性能。線性范圍為1-7mmol·L~(-1)(n=5)，米氏常數(shù)為2.3 m M。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，酶電極上的GOx在有氧條件下的酶活性要大于無(wú)氧條件下的酶活，其中有氧條件下SPE-PEDOT-GOx電極上酶的最大催化反應(yīng)速率是無(wú)氧條件下的10倍。在微尺度電極和常規(guī)尺度電極上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表明本文所使用的方法是一種具有一定實(shí)用性的實(shí)現(xiàn)葡萄糖氧化酶直接電化學(xué)的方法，這對(duì)于構(gòu)建某些需要具有特殊尺寸及形狀的第三代葡萄糖傳感器具有較為重要的應(yīng)用前景。