[發明專利]一種普魯士藍修飾電極的方法

有效

• 申請號: 200910030757.4
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN101532979A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 金萬勤;儲震宇;劉鈺;徐南平
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 樊文紅

技術領域

本發明涉及一種普魯士藍修飾電極的制備方法，所制備的電極可以應用在化工、食品安 全或者醫藥衛生中過氧化氫、葡萄糖、血糖、膽固醇、氨基酸和乙醇等檢測。

背景技術

自從18世紀初，普魯士藍在德國被意外發現以來，其各種性質被人們所廣泛研究。而普 魯士藍結構中所具有的不同價態的鐵元素使得其具有電催化性質。隨著科學技術的發展，人 們越來越重視生命物質的檢測，生物傳感器的應用得到了空前的發展。電極作為生物傳感器 的核心部件也得到了眾多研究者的關注。普魯士藍由于其電催化性質也被用于傳感器中電極 的制備。

作為血糖中一個重要的指標，葡萄糖的含量被人們所重視，過氧化氫作為葡萄糖氧化的 副產物，可以用來間接反應葡萄糖含量；并且過氧化氫本身就是牛奶等食品中所要控制的指 標，因此對過氧化氫含量的檢測是很有意義的。過氧化氫可以在普魯士藍表面得到電子還原 成氫氧離子，其電流的變化即可以被檢測出來。普魯士藍修飾電極用來檢測過氧化氫相比于 傳統電極具有檢測電勢低的優點，在低的電勢下檢測可以避免抗壞血酸和尿酸等被氧化而產 生的電流干擾，大大增加了其靈敏度。此外普魯士藍修飾電極結合不同的氧化酶還可以應用 于膽固醇、氨基酸等體系的檢測中。現今，制備普魯士藍修飾電極主要有電沉積以及自組裝 兩種主流的方法，但是他們都有自身的不足。電沉積法不適合進行大規模生產；自組裝法需 要在基底表面預涂一層聚電解質，這層電解質有可能會增加膜的厚度，致使電子的傳導速率 的降低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種普魯士藍修飾電極的制備方法。該方 法簡便可控，適用于化工、食品安全或者醫藥衛生中過氧化氫、葡萄糖、血糖、膽固醇、氨 基酸和乙醇等的檢測，可以多只電極同時制備，具有良好的大規模生產前景。

本發明的技術方案為：一種普魯士藍修飾電極的制備方法，其步驟包括：

1)將基底電極進行表面預處理，具體可以包括：

將基底電極用金相砂紙打磨至無特殊反光。將打磨好的電極浸泡在Piranha溶液(濃硫酸 與過氧化氫以7∶3的比例混合)中一段時間，然后用去離子水沖洗干凈。最后在去離子水中 進行超聲清洗一段時間后結束預處理過程。

2)將預處理后的電極固定在氣溶膠沉積箱中；

3)配制陰離子溶液和KCl水溶液，及陽離子溶液和KCl水溶液，兩者具有相同的濃度；

4)將配置好的陰離子溶液和KCl溶液裝入超聲霧化器中，超聲霧化成氣溶膠后，通入 氣溶膠沉積箱中；通入一段時間后，再將陽離子溶液和KCl水溶液超聲霧化成氣溶膠后通入 氣溶膠沉積箱中反應若干時間，得到普魯士藍修飾電極。

上述技術方案中所述的基底材料為金屬或者金屬片。

所述步驟1中，所述陰離子溶液為K₄Fe(CN)₆或者K₃Fe(CN)₆溶液，所述陽離子溶液為 FeCl₃或者(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液，濃度為0.01-2M；KCl的濃度為0.01-0.5M，pH值控制在1-7。

作為本發明的進一步改進，所述步驟4中環境溫度優選控制在0-100℃；通入陽離子和陰 離子氣溶膠的時間優選為1-600min。

作為本發明的進一步改進，所述步驟4可重復若干次數，以增加普魯士藍的膜厚度，優 選重復次數為10-60次；

作為本發明的進一步改進，所述步驟4得到的普魯士藍修飾電極放入烘箱中干燥，以達 到更好效果。優選干燥時間為30-60min。

有益效果

本發明是基于氣溶膠沉積方法的普魯士藍修飾電極的制備工藝。利用普魯士藍與電極之 間的作用力為結合，可以在金屬電極上直接的沉積上一層普魯士藍。由于利用陰陽離子之間 的反應來合成普魯士藍，可以依靠靜電力作用，通過控制循環交替涂膜的次數來控制膜厚。 達到了制備納米級膜材料和膜結構的控制。同時由于其沉積為吸附過程，沉積時間以及環境 溫度對沉積上電極的普魯士藍膜厚具有影響。普魯士藍膜厚隨著沉積次數、沉積時間以及環 境溫度的增加而增大。本發明方法簡單、經濟并且可以適用于多只的電極的同時生產。

附圖說明