專利名稱：一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葡萄糖傳感器的制備方法，尤其涉及一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法。
背景技術(shù)：
葡萄糖是一種非常重要的代謝產(chǎn)物，對(duì)葡萄糖進(jìn)行監(jiān)測(cè)是生物醫(yī)學(xué)、食品、飲料和 生化技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)基本問題。工業(yè)上通常采用近紅外光譜對(duì)葡萄糖的濃度進(jìn)行估測(cè)，但是這種方法非常昂貴而且對(duì)常規(guī)性監(jiān)測(cè)不太實(shí)際，因此促進(jìn)了簡易的、廉價(jià)的電化學(xué)傳感器的發(fā)展。電流型葡萄糖傳感器可以分為酶型和非酶型兩種。對(duì)于酶型葡萄糖傳感器來說，葡萄糖氧化酶被固定在電極的表面，葡萄糖被氧化的同時(shí)分子氧被還原為過氧化氫，然后以電流的形式被監(jiān)測(cè)到。酶具有高選擇性，但是同時(shí)也有很多缺點(diǎn)穩(wěn)定性受到了限制，并且其反應(yīng)受溫度和PH值的影響。相反，非酶型電極顯得更強(qiáng)大一些，但是由于其很容易被毒素污染，因此監(jiān)測(cè)過程中就會(huì)有很多的不確定性。一般來說，鉬(Pt)、銅(Cu)、鎳(Ni)和金(Au)通常被用來當(dāng)作電極材料，但是金屬合金，比如含有鉛(Pb)、金和銠(Rh)的鉬就在中性PH值條件下被用作合金電極。另外，也有人報(bào)道了含有鎳、鐵(Fe)和錳(Mn)的銅合金在堿性條件下被用來檢測(cè)葡萄糖。最近，納米結(jié)構(gòu)和混合電催化納米材料作為一種新的電極材料被引入到了傳感器的應(yīng)用中。這種新材料由于具有增大的表面積，因此可以實(shí)現(xiàn)更高的靈敏度和更低的檢測(cè)限。例如，氧化鎳(鈷)和碳納米管的復(fù)合物在堿性條件下對(duì)碳?xì)浠衔锏臋z測(cè)表現(xiàn)出了非常好的性能。氫氧化鎳是另一種被廣泛應(yīng)用在電流分析中的有趣的材料，目前已經(jīng)被應(yīng)用于醫(yī)藥產(chǎn)品和有機(jī)物，比如乙醇、氨基酸和碳?xì)浠衔锏臋z測(cè)分析中。氫氧化鎳是一種非常有名的多形態(tài)材料，其中P態(tài)是熱力學(xué)穩(wěn)定性最好的相，而且P-Ni (OH)2/P-NiOOH是傳統(tǒng)的氧化還原過程。但是需要注意的是，a-Ni (OH)2/Y-NiOOH對(duì)是更有趣的，因?yàn)閍相具有更好的電化學(xué)可逆性因而具有更高的蓄電量和導(dǎo)電性能。不幸的是，它不穩(wěn)定，在堿性溶液中充放電過程中會(huì)自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)镻相。因此，很多研究者的研究都集中在了 a-Y對(duì)的穩(wěn)定性上。事實(shí)上，傳統(tǒng)的電化學(xué)生長的材料在經(jīng)過50次氧化還原過程后就會(huì)喪失一半的蓄電能力，但是納米結(jié)構(gòu)電極即使在經(jīng)過200次這種過程之后其蓄電能力基本沒有什么顯著的變化。所以目前迫切需要設(shè)計(jì)出一種納米結(jié)構(gòu)的葡萄糖電化學(xué)傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法。一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法，其步驟如下(I)制備a -Ni (OH)2的溶膠和納米結(jié)構(gòu)膜先在50°C下將9. 64mmol的四水合醋酸鎳溶解在25ml的丙三醇中并攪拌得到溶液八，將19. 28mmol的KOH溶解在19. 3ml的正丁醇中得到溶液B ;然后將溶液B加入到溶液A中形成混合溶液；形成的混合溶液在室溫下攪拌6h形成一種亮綠色的透明的懸浮液，這種懸浮液用來制備納米級(jí)穩(wěn)定的a -Ni (OH) 2修飾的氟摻雜氧化錫(FTO)電極；(2)將切割的FTO電極先后用異丙醇和甲醇超聲洗滌15min后在空氣中干燥，每個(gè)電極限定1.0cm2的區(qū)域，再用旋涂的方法以2500rpm的轉(zhuǎn)速往電極上旋涂制備好的a -Ni (OH)2溶膠2min ;然后電極真空干燥24h后在240°C煅燒30min。所述的FTO電極，其電阻為15 Q。所述的Ni (OH)2 溶膠:分別為 Ni-1, Ni-2 和 Ni-3。所述FTO 電極表面的 a -Ni (OH)2 的濃度為Ni_l = I. 24X 10,，Ni-2 =9. 08Xl(Tn，Ni-3 = 4. 22 X l(Tn，單位均為 mol/cm2。本發(fā)明專利以穩(wěn)定的a -Ni (OH)2構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)膜修飾的氟摻雜氧化錫電極為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種高靈敏度和重復(fù)性的電流型葡萄糖傳感器，經(jīng)循環(huán)伏安法和流動(dòng)注射分析的方法表明傳感器表現(xiàn)出增強(qiáng)的表面積和電催化性能。
具體實(shí)施例方式為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面結(jié)合實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法，其步驟如下(I)制備a -Ni (OH)2的溶膠和納米結(jié)構(gòu)膜先在50°C下將9. 64mmol的四水合醋酸鎳溶解在25ml的丙三醇中并攪拌得到溶液八，將19. 28mmol的KOH溶解在19. 3ml的正丁醇中得到溶液B ;然后將溶液B加入到溶液A中形成混合溶液；形成的混合溶液在室溫下攪拌6h形成一種亮綠色的透明的懸浮液，這種懸浮液用來制備納米級(jí)穩(wěn)定的a -Ni (OH)2修飾的氟摻雜氧化錫(FTO)電極；(2)將切割的FTO電極(R= 15⑴先后用異丙醇和甲醇超聲洗滌15min后在空氣中干燥，每個(gè)電極限定I. Ocm2的區(qū)域，再用旋涂的方法以2500rpm的轉(zhuǎn)速往電極上旋涂制備好的a -Ni (OH)2溶膠2min ;然后電極真空干燥24h后在240°C煅燒30min。傳感器的性能研究在堿性條件下，對(duì)基于穩(wěn)定a -Ni (OH)2納米顆粒修飾的納米結(jié)構(gòu)氟摻雜氧化錫電極的葡萄糖傳感器的性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。電催化波形圖的連續(xù)陽極轉(zhuǎn)移跟葡萄糖濃度呈函數(shù)關(guān)系，原因是基底誘導(dǎo)的Ni (OH)2的a相到P相的轉(zhuǎn)變。掃描電鏡圖片表明電極由大約20nm的納米顆粒構(gòu)成。系統(tǒng)研究結(jié)果表明，本發(fā)明專利制備的傳感器具有高的分析頻率(128次分析/小時(shí))、低的檢測(cè)限(3iimol/L)和高的特定靈敏度(446 u A mM 1Cm 2)。
權(quán)利要求
1.一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法，其特征在于制備步驟如下 (1)制備a-Ni (OH)2的溶膠和納米結(jié)構(gòu)膜先在50°C下將9. 64mmol的四水合醋酸鎳溶解在25ml的丙三醇中并攪拌得到溶液八，將19. 28mmol的KOH溶解在19. 3ml的正丁醇中得到溶液B ;然后將溶液B加入到溶液A中形成混合溶液；形成的混合溶液在室溫下攪拌6h形成一種亮綠色的透明的懸浮液，這種懸浮液用來制備納米級(jí)穩(wěn)定的a -Ni (OH)2修飾的氟摻雜氧化錫-FTO電極； (2)將切割的FTO電極先后用異丙醇和甲醇超聲洗滌15min后在空氣中干燥，每個(gè)電極限定I. Ocm2的區(qū)域，再用旋涂的方法以2500rpm的轉(zhuǎn)速往電極上旋涂制備好的a -Ni (OH)2溶膠2min ;然后電極真空干燥24h后在240°C煅燒30min。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法，其特征在于FTO電極的電阻為15 Q。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法，其特征在于所述的Ni (OH)2溶膠:分別為Ni-I，Ni-2和Ni-3。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法，其特征在于所述 FTO 電極表面的 a -Ni (OH)2 的濃度為Ni-l = L 24X1(T1CI，Ni-2 = 9.08XKT11，Ni-3 = 4. 22Xl(Tn，單位均為 mol/cm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高靈敏度電流型葡萄糖傳感器制備方法，首先制備制備α-Ni(OH)2的溶膠和納米結(jié)構(gòu)膜，然后將切割的FTO電極先后用異丙醇和甲醇超聲洗滌15min后在空氣中干燥，每個(gè)電極限定1.0cm2的區(qū)域，再用旋涂的方法以2500rpm的轉(zhuǎn)速往電極上旋涂制備好的α-Ni(OH)2溶膠2min；最后，電極真空干燥24h后在240℃煅燒30min，得到以α-Ni(OH)2構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)膜修飾的電化學(xué)傳感器，本發(fā)明經(jīng)循環(huán)伏安法和流動(dòng)注射分析的方法表明傳感器表現(xiàn)出增強(qiáng)的表面積和電催化性能。
文檔編號(hào)G01N27/26GK102645463SQ201210091638
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者孫京華, 潘正海 申請(qǐng)人:無錫百靈傳感技術(shù)有限公司