[發(fā)明專利]一種電活性離子液體基介孔硅修飾電極的制備方法及應用

有效

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• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104655697B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 張玲;張謙;范運;矯淞霖;林海波;段紀東;張洪波
• 申請（專利權）人: 沈陽師范大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙)21229
• 代理人: 甄玉荃

技術領域

本發(fā)明涉及一種電活性離子液體基介孔硅修飾電極的制備方法及應用，特別涉及一種以離子液體有機化修飾的介孔硅為基底固載電活性小分子的化學修飾電極的制備方法及應用，屬于電化學無酶傳感器的制備領域。

背景技術

構筑穩(wěn)定、高效、靈敏的電化學傳感器是目前電分析化學領域中的一個熱點方向。

過氧化氫是各種人體代謝一系列酶促反應的重要副產物。它不但可以加速人體衰老，而且還與老年癡呆，帕金森氏病等有密不可分的關系。通過對過氧化氫濃度的檢測，可以監(jiān)測人體的各項機能以及預測相關的疾病。

目前測定過氧化氫的方法有許多種，例如熒光光度法、滴定法、電化學法、色譜法、化學發(fā)光法、分光光度法。其中電化學分析法，尤其是基于各種媒介體和氧化還原酶的第二代電化學生物傳感器的相關研究最為廣泛，因為它具有專一性強、靈敏度高、線性范圍較寬及響應快速等優(yōu)點，被人們所廣泛利用。但是，受酶的穩(wěn)定性(如酶的活性隨時間降低)及酶在極端條件下耐受性差(溫度對活性的影響)等不利因素的影響，構建無酶傳感器實現對過氧化氫的檢測是研究者們努力的方向之一。

在眾多的化學修飾電極材料中，介孔材料具有孔道尺寸可調，比表面積大、機械性能高、化學及熱穩(wěn)定性好等不可比擬的優(yōu)點。目前的大量研究表明，利用介孔硅作為酶等催化劑載體，不但可以提高催化劑的固載量而且還能夠為催化過程中物質的擴散、傳輸提供足夠空間，從而極大促進催化的反應效率，該特點使介孔硅在生物催化領域得到了廣泛應用。在電化學領域，將介孔材料作為修飾電極材料應用于電化學的研究也受到了研究者們的關注。目前，介孔硅主要局限于第三代電化學生物傳感器的研究。這是由于介孔硅表面富含的羥基難以與電子媒介體在溫和條件下直接發(fā)生離子交換，因而導致其無法實現電子媒介體的有效固載，從而限制了其在其他類型傳感器中的應用。針對于此，對介孔硅進行表面改性，利用化學修飾方法將具有離子交換性的官能團修飾于介孔硅表面，進而提高介孔硅與電子媒介體間的反應活性是解決這一問題的有效途徑。

離子液體是近年發(fā)展起來的全新介質，與常規(guī)溶劑相比，離子液體具有無顯著蒸汽壓，導電性好，熱穩(wěn)定性高等眾多優(yōu)點，目前已在生物傳感器、催化等許多科研領域成為研究熱點。此外，離子液體還具有離子交換性。近期研究發(fā)現并證明鐵氰根離子與咪唑基離子液體之間存在很強的離子交換作用。由于鐵氰根離子作為電化學體系中最常用的電子媒介體之一。這一發(fā)現，促使研究者們開展了一系列關于離子液體和鐵氰根離子的實驗。本申請者利用該性質制備了電活性的溶膠-凝膠材料。毛蘭群研究組利用咪唑陽離子與鐵氰根離子之間的特殊結合作用，使用咪唑基聚合離子液體、碳納米管復合體系同時固載鐵氰根離子與葡萄糖氧化酶，實現了對葡萄糖的抗干擾測定。Shahla Fathi使用氨基修飾化MCM41固載鐵氰根離子制備碳糊電極實現了對過氧化氫濃度的測定。目前經檢索，還沒有研究者使用離子液體基介孔硅固載鐵氰根離子制備電活性修飾電極，進行電化學催化過氧化氫的研究，這與現有研究中鐵氰根離子與過氧化氫的化學反應機理不明確有一定關系。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電活性離子液體基介孔硅修飾電極的制備方法及應用。該方法以離子液體修飾的介孔硅為載體，通過固載鐵氰根離子，制備電活性化學修飾電極，實現了對過氧化氫濃度的電化學檢測。此外，通過對該電極的基本電化學性質，以及對過氧化氫的催化性能的研究，能夠為后續(xù)第二代電化學生物傳感器的構筑奠定基礎。

為實現上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案：

一種電活性離子液體基介孔硅修飾電極的制備方法，具體包括如下步驟：

a、配制1.0-2.0mg/mL的離子液體修飾化介孔硅的固體顆粒(MesoSi-IL)分散液和質量分數為1％-3％的聚乙烯醇溶液；

b、取步驟a中配制好的離子液體修飾化介孔硅固體顆粒分散液與上述為聚乙烯醇溶液進行混合，混合后介孔硅固體顆粒分散液濃度為0.95-1.9mg/mL，聚乙烯醇溶液的質量分數為0.5‰-1.5‰，混合液經漩渦混合均勻，制成滴涂液；

c、滴涂電極：將步驟b中已配好的滴涂液漩渦，取5-8μL滴涂液于玻碳電極上，隔夜干燥；

d、MesoSi-IL-Fe(CN)₆^3-/PVA修飾電極的制備