[發明專利]基于柔性電極的無酶催化過氧化氫電化學傳感器制備方法

有效

• 申請號: 201910566593.0
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110568050B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 郭慧君;王振宇;李健華
• 申請（專利權）人: 吉林化工學院
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于二氧化錳?多壁碳納米管(MnOsubgt;2/subgt;@MWCNTs)修飾的金納米顆粒?聚酰亞胺柔性電極構建的電化學傳感器，用于高效無酶催化過氧化氫(Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;)。所述的制備方法如下：首先，采用電聚合的方法制備出金納米顆粒聚酰亞胺薄膜，然后將制備的金納米顆粒聚酰亞胺薄膜作為電極，將制備的MnOsubgt;2/subgt;@MWCNTs混合物溶液滴涂于金納米顆粒聚酰亞胺柔性電極表面將其作為工作電極。Ag/AgCl電極作為參比電極，以Pt絲電極為輔助電極，最后構建三電極體系。將制備好的工作電極應用于以含有不同濃度的過氧化氫的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)為電解液進行電化學檢測，用于高靈敏、低成本、高穩定的選擇性無酶催化Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;傳感器。

技術領域

本發明屬于電化學傳感器研究領域，具體涉及基于柔性電極的無酶催化過氧化氫電化學傳感器的制備方法。

背景技術

過氧化氫（H₂O₂）是多種酶促反應的重要中間體，在生物化學，燃料電池，制藥，食品和食品等許多領域發揮著至關重要的作用環境研究。已證明生理條件下的H₂O₂水平是相關的患有許多慢性疾病，包括阿爾茨海默氏癥，心血管疾病和帕金森病。因此，迫切需要開發出準確靈敏測定H₂O₂的新方法。大多數傳統的H₂O₂檢測方法，如滴定法、化學發光、熒光和光譜測定，都存在昂貴、復雜、浪費時間和受干擾源影響等缺點。相比之下，電化學檢測方法具有操作簡單、費用低、性能好、靈敏度高、低成本的儀器、小儀器尺寸、簡單操作和現場監測的優點。非酶催化劑的制備已成為一個熱門的研究課題制備適合的快速定量分析準確測定過氧化氫（H₂O₂）生物系統在生物學中具有實際意義，生物醫學，糧食安全和環境保護。

聚酰亞胺薄膜是目前耐熱性最好的有機薄膜，可在?555℃短期內保持其物理性能，長期使用溫度高達300℃以上。不僅如此?,聚酰亞胺薄膜的電氣性能、耐輻射性能和耐火性能也十分突出。在高新技術的發展中，特別是航空航天工業、電子電氣工業和信息產業的發展，聚酰亞胺薄膜發揮了非常重要的作用。將其表面通過高溫噴金工藝，使其形成了良好的柔性電極基底材料。既可以達到對電極導電性的要求，又可以滿足柔性可伸縮折疊的要求。可潛在應用于檢測細胞、血管經絡神經系統中小分子物質，以及用于柔性電子器件如觸摸板、電子皮膚器件和超級電容器等的制備。

發明內容

本發明公開了一種基于MnO₂@MWCNTs修飾的金納米顆粒-聚酰亞胺柔性電極構建的電化學傳感器，其中MnO₂@MWCNTs為修飾物附著在電極表面，用于提高電極的催化性能。金納米顆粒-聚酰亞胺聚合物膜作為柔性電極，構建柔性傳感器體系用于高靈敏、低成本、高穩定的選擇性無酶催化雙氧水傳感器。

1.?本發明通過下述方案實現：MnO₂@MWCNTs修飾的金納米顆粒-聚酰亞胺柔性電極構建的電化學傳感器的制備，其特征在于包括如下步驟：

（1）以商品化的聚甲基丙烯酸(PMMA)為層狀基底(厚度~80?nm)，在其表面黏合一層商品化的聚酰亞胺(PI)?(厚度~1.6μm)，再將PMAA-PI?薄膜用電極夾固定在電解槽中，薄膜浸沒在除氧的PBS?電解質中(1?mM,?pH?7.4)。以KCl?飽和甘汞電極為參比電極，Pt?絲電極為輔助電極，PMAA-PI?薄膜為工作電極，構建三電極系統，采用電化學工作站(CHI-660E)測定循環伏安曲線。在電解槽中加入HAuCl₄配成均質混合液(10?mM)，掃描速率0~100?mV?s^-1，循環圈數0~50；因發生電化學還原反應生成AuNPs?沉積在PMAA-PI?薄膜表面，制得PMMA-PI-AuNPs?復合膜。AuNPs?沉積厚度(0~100?nm)可通過改變掃描速率和循環圈數來調節。