[發(fā)明專利]一種無酶葡萄糖傳感器用銅鋁薄膜電極及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110892200.2
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113340962B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 楊斌;張婷;殷雨晴
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/30;C23C14/35;C23C14/16;C23C14/58
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 胡昌國

本發(fā)明提供了一種銅鋁薄膜電極，所述銅鋁薄膜電極由CuAl₂金屬間化合物構成；所述銅鋁薄膜電極表面負載有CuAl₂金屬間化合物構成的納米棒；所述納米棒表面負載有納米級泡沫銅。將本發(fā)明提供的銅鋁薄膜電極作為葡萄糖傳感器的工作電極得到的無酶葡萄糖傳感器靈敏度高，線性度高，檢測極限低，響應時間短，可以實現(xiàn)血糖的長期連續(xù)測量。

技術領域

本發(fā)明涉及一種工作電極領域，具體涉及葡萄糖傳感器的工作電極領域。

背景技術

目前臨床和家用的血糖儀多是采用基于葡萄糖氧化酶的電化學葡萄糖傳感器，而此類葡萄糖傳感器的穩(wěn)定性較差。主要原因是由于葡萄糖生物傳感器需采用一種對環(huán)境變化比較敏感的葡萄糖氧化酶。葡萄糖氧化酶促進葡萄糖與氧氣發(fā)生氧化還原反應，產生葡萄糖酸和過氧化氫（H₂O₂），通過檢測H₂O₂含量，從而獲得血液中的葡萄糖濃度。但是，葡萄糖氧化酶的溫度穩(wěn)定性較差，葡萄糖氧化酶的作用溫度一般為30～60℃，在其他溫度下易失去活性。并且，葡萄糖氧化酶對工作環(huán)境的酸堿性要求較高，葡萄糖氧化酶穩(wěn)定的pH范圍為3～5，在其他酸堿條件下葡萄糖氧化酶易失去活性。因此，亟需開發(fā)一種更可靠的無需采用葡萄糖氧化酶的新型葡萄糖傳感器，而提高該類無酶葡萄糖傳感器的關鍵是工作電極材料和結構。

公開號為CN102636536B的專利公開了一種利用電流置換獲得Pt-Cu中空納米顆粒無酶葡萄糖傳感器的方法。但是上述方法在制備Pt-Cu納米顆粒的過程中需提前通過電流置換制備出Pt-Cu納米顆粒，并將其溶于殼聚糖溶液后滴涂在金（Au）電極上使用。在電流置換制備Pt-Cu納米顆粒的過程中，Pt-Cu納米顆粒的化學組成比例難以準確控制，而且需要Au電極作為基底參與反應。因此，上述無酶葡萄糖傳感器的制備方法成本高、不可控性強、操作復雜、顆粒均勻性差、且不適用于大規(guī)模生產。

發(fā)明內容

本發(fā)明的第一個目的在于提供一種高靈敏度的、高穩(wěn)定性的銅鋁薄膜電極。

本發(fā)明的第二個目的在于提供一種簡單的銅鋁薄膜電極的制備方法。

本發(fā)明的第三個目的在于提供一種無酶葡萄糖傳感器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術手段：

一種銅鋁薄膜電極，所述銅鋁薄膜電極由CuAl₂金屬間化合物構成；所述銅鋁薄膜電極表面負載有CuAl₂金屬間化合物構成的納米棒；所述納米棒表面負載有由納米級泡沫銅。

優(yōu)選的，所述CuAl₂金屬間化合物的晶面取向為（112）。

一種所述的銅鋁薄膜電極的制備方法，包括如下步驟：采用射頻電源向基底磁控濺射Cu靶材的同時采用直流電源向基底磁控濺射Al靶材得到CuAl₂金屬間化合物，然后在堿性環(huán)境下對該CuAl₂金屬間化合物進行腐蝕。

優(yōu)選的，所述腐蝕包括電化學腐蝕。

優(yōu)選的，所述Cu靶材中Cu含量大于99.99%。

優(yōu)選的，所述Al靶材中Al含量大于99.99%。

優(yōu)選的，所述堿性環(huán)境中，氫氧根離子的濃度為0.01-1mol/L。

優(yōu)選的，所述射頻電源的濺射功率為180W。

優(yōu)選的，所述直流電源的濺射功率為80W。

優(yōu)選的，所述電化學腐蝕時間為1-10min。

優(yōu)選的，所述電化學腐蝕采用的腐蝕電壓為恒定電壓。

優(yōu)選的，所述腐蝕電壓為0.1-1.5V。