[發明專利]一種基于球形跨尺度結構陣列的葡萄糖酶電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201410198330.6
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103983678A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 景蔚萱;齊含;成妍妍;蔣莊德;陳路加;周帆;王兵
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于球形跨尺度結構陣列的葡萄糖酶電極，其特征在于：包括塑料滴管(6)以及用環氧樹脂膠(5)封裝在塑料滴管(6)內的3×3金微球陣列組件，所述的3×3金微球陣列組件包括硅基底(1)以及設置在硅基底(1)上的由金微球(4)和金絲引線(7)構成的復合結構，且在3×3金微球陣列的金微球(4)上合成的ZnO納米線(8)，基于物理吸附法而固定在ZnO納米線(8)上的葡萄糖氧化酶(9)。

2.根據權利要求1所述的基于球形跨尺度結構陣列的葡萄糖酶電極，其特征在于：所述復合結構金絲引線(7)的長度為17mm、直徑為Φ50μm，金微球(4)的直徑為Φ400μm。

3.根據權利要求1所述的基于球形跨尺度結構陣列的葡萄糖酶電極，其特征在于：所述的硅基底(1)的長度為8mm、寬度為8mm、厚度為520μm。

4.根據權利要求1所述的基于球形跨尺度結構陣列的葡萄糖酶電極，其特征在于：所述的3×3金微球陣列的橫向節距為625μm，縱向節距為570μm。

5.根據權利要求1所述的基于球形跨尺度結構陣列的葡萄糖酶電極，其特征在于：用水浴法在金微球(4)表面合成的ZnO納米線(8)，其端面為正六邊形結構，長度為1～2μm，正六邊形結構直徑為Φ40～60nm。

6.根據權利要求1所述的基于球形跨尺度結構陣列的葡萄糖酶電極，其特征在于：所述的塑料滴管(6)大端直徑為Φ12mm，管身直徑為Φ5mm。

7.一種基于球形跨尺度結構陣列的葡萄糖酶電極的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)取九根長度為80mm、直徑為Φ50μm的鍵合金絲，分別熔融至17mm，得到九個包含有金絲引線(7)和直徑為Φ400μm的金微球(4)的復合結構材料；

2)取4塊厚度為520μm長度為8mm、寬度為8mm的硅基底(1)清洗干凈；

3)將三根帶有金屬線和金微球(4)的復合結構材料按625μm的節距均勻排列在貼有導電膠帶(2)且厚度為520μm的硅基底(1)上形成1×3金微球陣列；

4)重復步驟3)，在另外2塊厚度為520μm的硅基底(1)上分別形成節距為625μm的1×3金微球陣列；

5)將上述三個厚度為520μm且帶有節距為625μm的1×3金微球陣列的硅基底(1)放置在一起并在最上層的硅基底上鋪設另一硅基底后用導電膠帶同向粘貼在一起，則形成橫向節距為625μm、縱向節距為570μm的3×3金微球陣列組件；

6)按環氧樹脂﹕固化劑﹕無水乙醇為5﹕5﹕3的質量比配制環氧樹脂溶液5；

7)剪取塑料滴管(6)的中間部分，放入步驟5)得到的3×3金微球陣列組件；將3×3金微球陣列從塑料滴管(6)大端露出，而將金絲引線(7)從塑料滴管(6)的管身引出；向塑料滴管(6)管身注入環氧樹脂溶液，在干燥箱中于80℃下保持30min，使管身密封；往塑料滴管(6)大端中注入環氧樹脂溶液，并在干燥箱中于80℃下保持2h使環氧樹脂溶液完全固化；

8)對步驟7)封裝好的3×3金微球陣列組件進行清洗；

9)配制濃度為1mmol/L的ZnO納米線種子層溶液；

10)將3×3金微球陣列浸入ZnO納米線種子層溶液，在其表面上得到ZnO納米線種子層；

11)將沉積有ZnO納米線種子層的3×3金微球陣列組件置于120℃的干燥箱中完成退火處理；

12)配制濃度為0.025mol/L的ZnO納米線生長液；

13)將沉積有種子層的3×3金微球陣列浸入ZnO納米線生長液中，基于水浴法于90℃下保持2.5h，則在3×3金微球陣列上生長了ZnO納米線(8)，進而得到球形跨尺度結構陣列；

14)用去離子水超聲清洗生長有ZnO納米線的球形跨尺度結構陣列，并在室溫下干燥；

15)配制濃度為0.01mol/L、pH為7.4的磷酸鹽緩沖液；

16)將活力為50U/mg的GOD加入到上述PBS溶液中，得到濃度為40mg/mL的GOD溶液；

17)將生長有ZnO納米線的球形跨尺度結構陣列浸入到GOD溶液中，在冰箱中于4℃下保持3h后取出，用PBS溶液沖洗，然后在室溫下干燥，得到一層固定在ZnO納米線上的用于催化作用的GOD(9)。