[發(fā)明專利]一種過氧化氫非酶電化學(xué)傳感器及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410033932.6
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103792271A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張勤芳;陸偉華;廖開明;王保林
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州新銳博納米科技有限公司;鹽城工學(xué)院
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)傳感器領(lǐng)域，尤其是一種用于H₂O₂傳感的Ag修飾玻碳電極的制造工藝改進(jìn)的傳感部件。

背景技術(shù)

過氧化氫(H₂O₂)是生物體系中的一種重要化學(xué)物質(zhì)，它嚴(yán)重影響細(xì)胞功能和新陳代謝，高濃度的H₂O₂甚至?xí)鸺?xì)胞死亡。在許多酶促反應(yīng)、蛋白質(zhì)積聚和抗原-抗體識別過程中常伴隨著H₂O₂的產(chǎn)生或消耗，同時也是臨床應(yīng)用、制藥工程、食品工業(yè)和環(huán)境監(jiān)測中的重要的物質(zhì)[1-3]。因此，發(fā)展準(zhǔn)確、靈敏、快速、低成本的H₂O₂檢測方法具有非常重要的應(yīng)用價值。酶傳感器通常面臨可靠性差、成本高、酶固定程序繁瑣等難題，酶活性也很容易受到溫度、pH值及毒性物質(zhì)的影響，所以，非酶傳感正在逐漸成為H₂O₂傳感器的一個重要方向。

當(dāng)前文獻(xiàn)廣泛報道的非酶電極的構(gòu)建基本上需要分為兩步來實(shí)現(xiàn)。首先利用化學(xué)法制備出具有生物催化活性的納米催化劑，然后將其滴涂或旋涂到工作電極上放在室溫下自然干燥。在此過程中往往需要加入聚苯胺、萘酚等導(dǎo)電聚合物粘結(jié)劑以防止催化劑的脫落[4-7]。當(dāng)前這種常用的電極構(gòu)建方法主要存在三點(diǎn)不足：(1)化學(xué)法制備的催化劑表面會吸附較多的有機(jī)物分子或雜質(zhì)離子而很難去除，從而會影響修飾電極的催化活性和靈敏度。(2)催化劑若滴涂或旋涂到電極表面很容易發(fā)生聚集而降低電極的有效催化面積及影響其催化活性；(3)聚合物粘結(jié)劑的使用在一定程度上會阻礙催化劑與電極之間的電子傳遞，并且粘結(jié)劑在測量電勢下可能會發(fā)生副反應(yīng)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，如何在不使用導(dǎo)電聚合物粘結(jié)劑的情況下將催化劑牢固的固定到電極表面并保持良好的分散性仍是要解決的關(guān)鍵問題。此處催化劑可以是金、銀、鉑、鈀、銥等多種貴金屬納米顆粒，特別是Ag顆粒，由于其良好的生物相容性、導(dǎo)電性和催化性能,并且納米顆粒的高活性、特異性、極微小性等特點(diǎn)與電化學(xué)生物傳感器所要求的多功能、微型化、高速化相對應(yīng)，在電化學(xué)生物傳感器中受到了廣泛關(guān)注。2005年，Welch等人[8]利用電沉積方法在玻碳電極上沉積單分散的Ag納米粒子，首次嘗試將其應(yīng)用于非酶H₂O₂檢測。實(shí)驗(yàn)顯示，在0.05mol?L^-1，pH=7.4的緩沖溶液中，該傳感器能在較低還原電位（-0.68V?vs.SCE.）檢測雙氧水，檢測線可達(dá)2.0×10^-6mol?L^-1。2006年，Gao等人[9]先用文獻(xiàn)報道的方法獲得碳納米管-Ag復(fù)合物(MWCNTs-Ag)，然后將其修飾到Au電極上構(gòu)建H₂O₂非酶傳感器。實(shí)驗(yàn)顯示，Ag顆粒能有效提高M(jìn)WCNTs對H₂O₂的催化活性及靈敏度，響應(yīng)電流從相應(yīng)濃度的幾微安增強(qiáng)到幾百微安。2011年，Liu等人[10]先以氧化石墨烯和硝酸銀為原料，以卞胺為穩(wěn)定劑和還原劑制備Ag-石墨烯復(fù)合物，然后將其修飾在玻碳電極上用于非酶檢測H₂O₂，該傳感器對H₂O₂的檢測限為3.1310^-5M。但是這些文獻(xiàn)中已報道方法制備的催化劑易聚集，易脫落，必須使用導(dǎo)電粘結(jié)劑。

參考文獻(xiàn)：

[1]Kumar?S?A,Wang?S?F,Chang?Y?T.Poly(BCB)/Au-nanoparticles?hybrid?film?modified?electrode:Preparation,characterization?and?its?application?as?a?non-enzymatic?sensor[J].Thin?Solid?Films,2010,518(20):5832-5838.