[發(fā)明專利]一種基于原電池的電化學(xué)傳感器及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110220596.2
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN102411022A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛蘭群;趙靈芝;楊麗芬;于萍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01N27/30;H01M4/06;H01M4/08
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

1.一種基于酶型原電池的電化學(xué)傳感器，由電池陰極、電池陽極、萬用表和外加電阻串聯(lián)組成；

所述電池陰極由基底電極、涂覆于所述基底電極上的碳納米材料層、涂覆于所述碳納米材料層上的催化劑層及涂覆于所述催化劑層上的酶層組成；其中，所述碳納米材料層由陽離子功能化的碳納米材料組成；所述催化劑層由普魯士藍(lán)組成；所述酶層由下述a)或b)或c)或d)或e)組成：a)氧化酶，b)氧化酶、惰性蛋白和交聯(lián)劑交聯(lián)形成的固定化酶，c)氧化酶、生物高聚物和交聯(lián)劑交聯(lián)形成的固定化酶；d)氧化酶和惰性蛋白；e)氧化酶和生物高聚物；

所述電池陽極由基底電極、涂覆于所述基底電極上的碳納米材料層、涂覆于所述碳納米材料層上的介體層及涂覆于所述介體層上的酶層組成，或由基底電極、涂覆于所述基底電極上的碳納米材料與介體復(fù)合層、涂覆于所述復(fù)合層上的酶層組成；其中，所述碳納米材料層或碳納米材料與介體復(fù)合層中的碳納米材料由碳納米材料組成；所述酶層由下述a)或b)或c)或d)或e)組成：a)脫氫酶，b)脫氫酶、惰性蛋白和交聯(lián)劑交聯(lián)形成的固定化酶，c)脫氫酶、生物高聚物和交聯(lián)劑交聯(lián)形成的固定化酶；d)脫氫酶和惰性蛋白；e)脫氫酶和生物高聚物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)傳感器，其特征在于：所述碳納米材料為單壁碳納米管和多壁碳納米管的一種或其任意組合；所述陽離子功能化的碳納米材料中的陽離子為聚吡咯陽離子、聚苯胺陽離子、咪唑陽離子和吲哚陽離子中的一種或其任意組合；

所述電池陽極中的所述介體層或所述碳納米材料與介體復(fù)合層中的介體選自下述任意一種：亞甲基藍(lán)、亞甲基綠、聚合亞甲基綠和聚合亞甲基藍(lán)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)傳感器，其特征在于：所述單壁碳納米管和多壁碳納米管的直徑均為1～500nm，優(yōu)選為1～10nm，平均長度均為0.5～50μm，優(yōu)選為5～15μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的電化學(xué)傳感器，其特征在于：所述電池陰極的碳納米材料層中，每平方厘米基底電極上陽離子功能化的碳納米材料的含量為5～180μg；所述電池陰極的催化劑層中，每平方厘米基底電極上催化劑的含量為1～20μg；所述電池陰極的酶層中，每平方厘米基底電極上氧化酶的含量為1.4～217.2U；

所述電池陽極的碳納米材料層中，每平方厘米基底電極上非功能化的碳納米材料的含量為5～180μg；所述電池陽極的介體層中，每平方厘米基底電極上介體的含量為1～20μg；所述電池陽極的酶層中，每平方厘米基底電極上脫氫酶的含量為3.9～31.1U。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的電化學(xué)傳感器，其特征在于：所述惰性蛋白為牛血清蛋白、人血清蛋白和白明膠中的一種或其任意組合；所述生物高聚物為纖維素、淀粉、殼聚糖和瓊脂糖中的一種或其任意組合；形成所述固定化酶所用的交聯(lián)劑為戊二醛、己二胺、順丁烯二酸酐或雙偶氮苯，優(yōu)選為戊二醛。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的電化學(xué)傳感器，其特征在于：所述氧化酶為葡萄糖氧化酶且所述脫氫酶為葡萄糖脫氫酶；所述氧化酶為乳酸氧化酶且所述脫氫酶為乳酸脫氫酶；所述氧化酶為谷氨酸氧化酶且所述脫氫酶為谷氨酸脫氫酶。