[發明專利]一種無酶葡萄糖傳感器泡沫銅修飾碳工作電極的制備方法

無效

• 申請號: 201310698767.1
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104076076A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 惠國華
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及電化學分析檢測技術領域，尤其是涉及一種無酶葡萄糖傳感器泡沫銅修飾碳工作電極的制備方法。

?

背景技術

葡萄糖生物傳感器具有選擇性高、精確、簡便、快速等特點，是檢測葡萄糖濃度最常用的工具，在臨床檢驗、發酵控制及食品分析等方面發揮著重要的作用，這種廣泛的應用領域大大促進了葡萄糖生物傳感器的發展和多樣化，使其成為生物傳感器領域研究最多、商品化最早的生物傳感器。目前，絕大多數葡萄糖生物傳感器中的工作電極均采用表面修飾葡萄糖氧化酶的方法來制備，以期獲得高靈敏度和高選擇性的傳感器。

例如，授權公告號CN101581691B，授權公告日2012.08.29的中國專利公開了一種作為葡萄糖傳感器的修飾玻碳電極的制備方法，作為葡萄糖傳感器的修飾玻碳電極的制備方法如下：首先將尖晶石型鐵酸鎳分散于一定濃度的殼聚糖溶液中，超聲分散均勻，隨后加入一定量的葡萄糖氧化酶，繼續超聲至分散均勻，即制得鐵酸鎳/殼聚糖/葡萄糖氧化酶修飾劑。將該修飾劑滴加于清洗干凈的玻碳電極表面,在4℃下干燥24小時，使電極表面形成一層均勻的復合膜，既制得修飾玻碳電極。其不足之處在于，該方法通過殼聚糖將葡萄糖氧化酶復合在電極表面，另外，由于葡萄糖氧化酶易溶于水，性質不穩定，并且酶的活性中心深埋在蛋白質內部，因此，通過該方法制得的電極中葡萄糖氧化酶并不能與溶液中的葡萄糖迅速并且完全接觸，因此導致得到的電極響應速度慢，且穩定性、靈敏性與重現性較差。

?

發明內容

本發明是為了解決現有技術的葡萄糖傳感器工作電極制備方法得到的工作電極響應速度慢，穩定性、靈敏性與重現性較差的問題，提供了一種無酶葡萄糖傳感器泡沫銅修飾碳工作電極的制備方法，該制備方法工藝步驟簡單，成本低，過程易控，制得的碳工作電極響應速度快，穩定性、靈敏性與重現性好。

?

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種無酶葡萄糖傳感器泡沫銅修飾碳工作電極的制備方法，包括以下步驟：

（一）碳工作電極的預處理

將碳工作電極置于清洗液中超聲處理10~20min后，用蒸餾水洗凈，再置于乙醇中超聲處理10~30min，用氮氣吹干，待用。本發明中所述的碳工作電極是指絲網印刷碳三電極傳感器中的工作電極，通過絲網印刷得到，其中絲網印刷碳三電極傳感器的制備方法為本技術領域的常規方法，例如CN202994717U、CN202066830U及CN102621207A等中國專利文獻中均有記載描述，故不在此贅述。

（二）泡沫銅的制備

（1）除油：將空隙率≥90%，平均孔徑0.2~0.5mm，厚度為1~2mm的聚氨酯泡沫材料置于溫度為40~60℃的除油液中浸泡8~10min后用蒸餾水沖洗干凈。本發明制得的泡沫銅的作用是用于無酶葡萄糖傳感器中修飾碳工作電極以催化氧化葡萄糖，因此要保證傳感器的響應時間與檢測靈敏度，則必須要求泡沫銅具有較大的比表面積和滲透性能，泡沫銅的平均孔徑與空隙率直接關系到比表面積和滲透性能，而泡沫銅的平均孔徑與空隙率又與所選擇的原料聚氨酯泡沫材料有關，因此，本發明中對聚氨酯泡沫材料的選擇具有嚴格要求，本發明選擇空隙率≥90%，平均孔徑0.2~0.5mm，厚度為1~2mm的聚氨酯泡沫材料，得到的泡沫銅比表面積大，滲透性能好，有利于提高電極響應速度和無酶葡萄糖傳感器的靈敏度，除油液溫度為40~60℃，對聚氨酯泡沫的除油效果好。

（2）一次粗化：將除油后的聚氨酯泡沫材料置于第一粗化液中進行一次粗化，第一粗化液的配方為：高錳酸鉀8~10g/L，硫酸5~7mL/L，一次粗化時間為5~10min，溫度為35~40℃，一次粗化后用蒸餾水將聚氨酯泡沫材料沖洗干凈并擠干。

（3）二次粗化：將一次粗化后的聚氨酯泡沫材料置于第二粗化液中進行二次粗化，第二粗化液的配方為：三氧化鉻5~7g/L，硫酸3~5?mL/L，二次粗化時間為12~14h，溫度為40~50℃，二次粗化后將聚氨酯泡沫材料用蒸餾水沖洗干凈并擠干。粗化的目的是打開聚氨酯泡沫材料基體中的盲孔，同時在泡沫材料的內外表面生成許多親水基團，以便于后續處理，粗化是制造高空隙率的泡沫銅的關鍵，粗化不足，泡沫基體閉孔不能充分打開，化學鍍不均勻，且得到的泡沫銅空隙率小，粗化過度，單絲斷裂，泡沫原貌破化，無法得到結構均勻的泡沫銅材料，本發明中采用不同的粗化液對聚氨酯泡沫材料進行二次粗化，可以大大提高粗化效果，使最后得到的泡沫銅具有更高的空隙率，且結構均勻。