[發(fā)明專利]一種高效柔性無酶葡萄糖生物傳感電極及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910232500.0
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN110006974A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬曉燕;馬鵬程;紹博;唐金
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)深圳研究院;西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;C25D3/38;H01B13/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種高效柔性無酶葡萄糖生物傳感電極及制備方法，通過恒電壓一步電沉積法將銅納米顆粒負(fù)載在柔性電極上，采用柔性、導(dǎo)電性好、比表面積大的電極為基底；利用銅納米顆粒自身的高導(dǎo)電性和高葡萄糖催化特性；通過一步電化學(xué)沉積法將銅納米顆粒快速均勻地沉積在柔性電極上。本發(fā)明制備的電極具有優(yōu)異的葡萄糖傳感性能，包括兩個寬線性葡萄糖濃度檢測范圍：0.002～0.650mmol/L和0.65～6.00mmol/L，對應(yīng)的靈敏度高達(dá)2679μAcm^?2mM^?1和1122μAcm^?2mM^?1，檢測限低至0.5μmol/L(S/N＝3)，響應(yīng)時間小于3s，該無酶傳感電極在常溫下存放30天后電流響應(yīng)僅下降4％，本發(fā)明的非酶葡萄糖傳感電極有望用于臨床葡萄糖檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于葡萄糖生物傳感電極制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高效柔性無酶葡萄糖生物傳感電極及制備方法，通過一步恒電壓法快速高效制備高催化活性、穩(wěn)定性好的柔性無酶葡萄糖生物傳感電極的方法。

背景技術(shù)

由于糖尿病臨床診斷，食品工業(yè)，化學(xué)，生物技術(shù)和環(huán)境保護(hù)等行業(yè)的迫切需要，開發(fā)低成本，靈敏，可靠的葡萄糖檢測裝置已變得越來越重要。有兩種主要類型的葡萄糖傳感已被廣泛研究和利用，酶和非酶傳感器。酶傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)在于其葡萄糖檢測的高選擇性和高靈敏度。然而，它們也顯示出不可避免的問題，如生產(chǎn)成本高，酶固定過程復(fù)雜，易失活，再現(xiàn)性差，熱和化學(xué)不穩(wěn)定。

為了解決這些問題，人們的研究重點(diǎn)是探索基于各種納米結(jié)構(gòu)金屬材料的非酶葡萄糖傳感器，主要包括貴金屬(如Au，Pt，Pd，Ag)，過渡金屬(如Ni，Co，Cu)，金屬氧化物(NiO，Cu_xO，Co₃O₄等)。與酶傳感器相比它們具有其自身改進(jìn)的性能，但它們也具有一些缺點(diǎn)。顯然，貴金屬基催化劑價格昂貴，這限制了它們的實際應(yīng)用；大多數(shù)金屬氧化物具有低導(dǎo)電性，因此電子傳輸?shù)母倪M(jìn)可能不得不依賴于控制金屬氧化物的結(jié)構(gòu)或通過其他高導(dǎo)電性材料輔助改性，比如貴金屬(Au，Pd等)和碳基材料(石墨烯，碳納米管等)。與此同時，這些金屬氧化物的制備方法復(fù)雜、制備效率低，并存在一定的環(huán)境污染問題等。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種高效柔性無酶葡萄糖生物傳感電極及制備方法，制成的電極能用于葡萄糖臨床監(jiān)測。

技術(shù)方案

一種高效柔性無酶葡萄糖生物傳感電極，其特征在于：在柔性電極上沉積銅納米顆粒；所述柔性電極是：泡沫鎳、碳布或碳紙。

所述的柔性電極是泡沫鎳。

一種制備所述高效柔性無酶葡萄糖生物傳感電極方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將厚度為0.1～1.7mm的柔性電極裁依次浸泡在0.3～0.5mol/L的稀硫酸、丙酮與超純水里于超聲波清洗器中分別超聲清洗5～15分鐘，取出后經(jīng)過超純水沖洗，自然晾干；

步驟2：配置濃度為0.3～0.5mol/L二價銅鹽水溶液100mL；

步驟3：以柔性電極為工作電極，鉑柱電極為對電極，銀/氯化銀電極為參比電極構(gòu)筑三電極系統(tǒng)，通過電化學(xué)工作站用恒電壓法在二價銅鹽水溶液中進(jìn)行電化學(xué)沉積，沉積電壓為：4～6V，沉積時間：10～20s，沉積攪拌速率：100～150r/min，沉積結(jié)束后將柔性電極用超純水沖洗后晾干，即得到高效柔性無酶葡萄糖生物傳感電極。

所述的超純水的電阻為18.0MΩ cm。

所述的二價銅鹽是：氯化銅、無水硫酸銅或銅氨溶液。

所述的二價銅鹽是無水硫酸銅。

有益效果