[發明專利]一種類Au（111）納米顆粒無酶葡萄糖傳感器電極及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201310290148.9
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103399059A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 曹曉衛;王俊剛;李玲
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;C25D3/48;C25D5/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明屬于電化學傳感器技術領域，特別涉及一種類Au（111）納米顆粒修飾的無酶葡萄糖傳感器電極及其制備方法和在葡萄糖檢測中的應用。

背景技術

金納米粒子具有獨特的光學和電學性質，好的催化活性，優良的生物親和性及非線性光學性質，可以用這種無機納米粒子作為結構和功能單元來構筑各種二維或三維超晶格結構，在生物電化學傳感器、光化學傳感器、電子納米器件等方面具有廣泛的應用前景，引起廣大科技工作者的極大興趣。至今已有不同形貌的金納米材料被制備出來，如納米線、納米棒、花狀納米顆粒等。同時，也出現了不同的制備方法，例如：離子濺射法、刻蝕法、電沉積法等，其中電沉積法所需設備簡單，易于普及和工業化生產，具有廣闊的應用前景。但是在實際工作中，如何很好的控制生成的納米粒子的大小和密度仍是一個難題，而且，利用計時電流和循環伏安方法相結合的電沉積法來制備類Au(111)金納米顆粒的研究還未見文獻報道。

葡萄糖的分析與檢測在糖尿病監測、治療和控制，食品工業，以及生物工程等領域都有著非常重要的意義。自1962年Clark和Lyons首次報到了以酶電極來監測葡萄糖，形成第一代葡萄糖傳感器，隨后的幾十年，很多科研人員都致力于葡萄糖傳感器的研究。有酶傳感器是基于酶對底物的特異性識別功能，具有專一性及高度選擇性，然而，由于酶自身的不穩定性，易受周圍環境溫度、濕度和pH的影響，且固載的酶可能會泄漏，以致影響傳感器的穩定性及使用壽命，在一定程度上限制了該類傳感器的應用范圍。因此發展具有較高穩定性的第三代無酶傳感器，具有很重要的現實意義。無酶葡萄糖傳感器是一種基于葡萄糖分子在相關催化活性材料表面的電催化氧化信號對其進行定性及定量檢測的傳感裝置。

但是，現有技術中的一些金納米粒子修飾的無酶葡萄糖傳感器的制備時間比較長、金納米粒子的粒徑不夠均勻、選擇性較差、效應時間較長。

本專利中所制備的類Au(111)金納米粒子修飾的氧化銦錫導電玻璃電極，在制備時間、金納米顆粒的密度、顆粒大小、工序、檢測限等方面具有較好的優勢。首先在制備時間方面，文獻報道多孔金無酶葡萄糖傳感器，其制備時間大約為11個小時；金納米管無酶葡萄糖傳感器，其制備時間達到10小時；金納米枝無酶葡萄糖傳感器制備時間也達到18個小時。本發明專利制備時間約為50min(就電位掃描圈數為500圈而言)。相比之下，本發明專利的制備時間相對較短。就金納米顆粒的形貌與密度而言，本發明專利所制備的金納米粒子其粒徑較為均勻，且在氧化銦錫導電玻璃表面分布較為均勻。在制備工序方面，本發明專利未涉及較為復雜的儀器設備，直接利用電化學工作站以氧化銦錫導電玻璃作為工作電極，在其表面運用電化學方法進行金納米粒子成核與生長，形成類Au(111)的金納米粒子。由于氧化銦錫導電玻璃可實現大規模工業生產，其成本相對較低。在檢測限方面，文獻報道的金納米柱無酶葡萄糖傳感器其檢測限僅達到60μM；金盤無酶葡萄糖傳感器其檢測限僅達到10μM。相對于這些無酶葡萄糖傳感器，本發明專利其檢測限達到5μM，具有較好的檢出限。這表明與其他無酶傳感器相比，本發明專利所描述的類Au(111)納米顆粒無酶葡萄糖傳感器具有良好的性能，且制備過程較為簡單，具有較好的應用潛能和較好的市場價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種類Au（111）納米顆粒修飾的無酶葡萄糖傳感器電極，該電極對葡萄糖具有良好的線性響應與選擇性，且響應時間較快，檢測限低。

本發明的另一個目的是提供一種制備上述類Au（111）納米顆粒修飾的無酶葡萄糖傳感器電極的制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種類Au（111）納米顆粒無酶葡萄糖傳感器電極，其特征在于：在導電基底上沉積球狀的類Au（111）納米顆粒，所述類Au（111）納米顆粒中的Au(111)晶面所占比例大于80%，粒徑為40～55nm。

所述導電基底為玻碳電極、氧化銦錫導電玻璃或金電極中的一種。優選的，所述導電基底為氧化銦錫導電玻璃。