[發(fā)明專利]一種光催化型葡萄糖微電極傳感器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310398529.9
• 申請(qǐng)日: 2013-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN103454325A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海移宇科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/30
• 分類號(hào): G01N27/30;G01N27/26
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種光催化型葡萄糖微電極傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的葡萄糖微電極傳感器通過葡萄糖氧化酶對(duì)電極進(jìn)行修飾，在葡萄糖微電極傳感器檢測(cè)血糖時(shí)對(duì)氧氣有一定依賴性，且檢測(cè)必須在較高電位才能夠進(jìn)行，從而共存的電活性物質(zhì)可能引起一系列的副作用。

近年來，納米科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)成為新世紀(jì)的科學(xué)前沿，它將改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式。同時(shí)，納米科技在基礎(chǔ)科學(xué)方面向人們提出許多新的挑戰(zhàn)，促進(jìn)基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展。半導(dǎo)體量子點(diǎn)是半導(dǎo)體納米材料的典型結(jié)構(gòu)，它已經(jīng)在信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。由于量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，半導(dǎo)體量子點(diǎn)己成為人們研究的熱點(diǎn)。人們制備量子點(diǎn)和研究其性質(zhì)的努力已經(jīng)進(jìn)行了二十多年，取得了巨大進(jìn)展。量子點(diǎn)是一種由II-VI族和III一族元素組的納米顆粒，它具有尺寸依賴的電學(xué)和光學(xué)性能，在發(fā)光二極管，非性光學(xué)，太陽能電池，生命科學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。目前制得的半導(dǎo)體量子點(diǎn)材料，主要有以下幾大類：(1)IV族量子點(diǎn)材料，如：Si、Ge；(2)III-V族量子點(diǎn)材料，如：InAs、GaSb、GaN等量子點(diǎn)；(3)II-VI族量子點(diǎn)材料，如：CdSe、ZnSe、CdTe等量子點(diǎn)。

由于半導(dǎo)體納米量子點(diǎn)具有獨(dú)特的光電性質(zhì)，寬的光吸收光譜、窄且可調(diào)節(jié)發(fā)射光譜、高光電穩(wěn)定性等，以及高表面活性等優(yōu)點(diǎn)，使得他們易于分析物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，因此，半導(dǎo)體納米量子點(diǎn)在生物傳感器領(lǐng)域應(yīng)用范圍越來越大。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種光催化型葡萄糖微電極傳感器及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)在特定波長下具有最大光吸收，電子發(fā)生躍遷產(chǎn)生光電流，將量子點(diǎn)作為光敏元件固定到酶電極上，從而制備光催化型葡萄糖微電極傳感器。

本發(fā)明第一方面提供一種光催化型葡萄糖微電極傳感器，包括基材，所述基材上設(shè)有工作電極、對(duì)電極和參比電極，所述工作電極的工作區(qū)域上設(shè)有半導(dǎo)體量子點(diǎn)修飾層和葡萄糖氧化酶修飾層，所述基材中設(shè)有微光纖，所述微光纖所傳輸?shù)墓獯怪贝┻^工作電極，所述半導(dǎo)體量子點(diǎn)為CdSe@CdS半導(dǎo)體量子點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述工作電極、對(duì)電極和參比電極各自設(shè)有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的針腳，所述各針腳均位于微電極傳感器的頂端。

優(yōu)選的，所述各電極（工作電極、對(duì)電極、參比電極）互相之間絕緣，并依照工作電極、對(duì)電極、參比電極的順序自微電極傳感器的末端至頂端依次排列。

優(yōu)選的，所述微電極傳感器表面設(shè)有一層生物相容性保護(hù)層。具體指整個(gè)微電極傳感器表面（包括各電極表面），均設(shè)有一層生物相容性保護(hù)層。

更優(yōu)選的，所述生物相容性保護(hù)層的材質(zhì)為有機(jī)硅酮。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述生物相容性保護(hù)層為有機(jī)硅酮，例如二甲基硅氧烷及其親水改性物。

生物相容性保護(hù)層可以調(diào)節(jié)葡萄糖的透過；可以保護(hù)修飾層不脫落；可以使得該傳感器由好的生物相容性，減小人體的免疫排斥反應(yīng)。

優(yōu)選的，所述工作電極為銦錫氧化物（ITO，Indium?tin?oxide）導(dǎo)電玻璃電極。

本發(fā)明中對(duì)銦錫氧化物中SnO₂:In₂O₃比例并無特殊要求。

優(yōu)選的，銦錫氧化物中SnO₂:In₂O₃比例為通常質(zhì)量比，即SnO₂:In₂O₃的質(zhì)量比為1：9。

優(yōu)選的，所述對(duì)電極為鉑電極。

優(yōu)選的，所述參比電極為Ag/AgCl電極。

優(yōu)選的，所述微光纖所傳輸?shù)墓獾牟ㄩL范圍為350-1250nm。優(yōu)選為580nm-680nm。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體量子點(diǎn)的粒徑范圍為4-10nm。

優(yōu)選的，所述工作電極的工作區(qū)域上，還設(shè)有碳納米管修飾層。

更優(yōu)選的，所述工作電極的工作區(qū)域上，各修飾層的順序?yàn)椋刃揎椧粚犹技{米管，再修飾一層半導(dǎo)體量子點(diǎn)，再修飾一層葡萄糖氧化酶。

優(yōu)選的，所述微電極傳感器的厚度為0.05-1mm，工作電極的工作區(qū)域面積為2-10mm²，對(duì)電極的工作區(qū)域面積為2-15mm²，參比電極的工作區(qū)域面積為1-10mm²。