專利名稱：一種高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電化學(xué)傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器及其制備方法。
背景技術(shù)：
葡萄糖是人體內(nèi)新陳代謝不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)，它的氧化反應(yīng)放出的熱量是人類生命活動(dòng)所需能量的重要來源。正常人血漿中葡萄糖含量為3. 89-6. llmmol/L，尿中一般不含游離葡萄糖，糖尿病患者尿中的含量變化較大。血液或尿中游離葡萄糖含量的測(cè)定，是臨床常規(guī)檢驗(yàn)的一個(gè)項(xiàng)目。電化學(xué)傳感器由于靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)時(shí)間短、所需儀器設(shè)備價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于生命物質(zhì)的直接電化學(xué)檢測(cè)，但是人體內(nèi)共存的多巴胺、尿酸、抗壞血酸等物質(zhì)的氧化還原電位與葡萄糖相近，在電化學(xué)檢測(cè)中會(huì)對(duì)葡萄糖氧化峰產(chǎn)生較大的干擾。 開發(fā)高靈敏度的用于檢測(cè)體內(nèi)葡萄糖濃度的微小變化的、高選擇性的能排除多巴胺、尿酸、 抗壞血酸等對(duì)葡萄糖檢測(cè)的干擾的高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。高純氧化鐵是生產(chǎn)軟磁鐵氧體所需的一種重要原材料，并在顏料、高密度磁記錄、 氣體傳感器、催化、功能陶瓷、透明顆粒磁性材料等諸多領(lǐng)域有著廣泛和潛在的應(yīng)用。但截至目前，一般都認(rèn)為氧化鐵不具備電化學(xué)活性，對(duì)氧化鐵在電化學(xué)生物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用還較為少見。由于氧化鐵價(jià)廉、易得，并具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，因此，如果能利用氧化鐵材料制備電化學(xué)傳感器將具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的靈敏度低、選擇性差的問題，本發(fā)明提供了一種高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器的制造方法，使用常見的氧化鐵材料作為電極敏感物質(zhì)，經(jīng)濟(jì)環(huán)保、 高效穩(wěn)定，是一種靈敏度高、穩(wěn)定性高、選擇性高的檢測(cè)葡萄糖的電化學(xué)傳感器。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器，為在常規(guī)電極表面設(shè)有氧化鐵敏感膜層。制備所述的高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器的方法，先將氧化鐵采用常規(guī)方法分散到溶劑中超聲分散得到均勻的分散液，分散液濃度為0. 001 3. Og/ml，然后，將分散液滴涂于常規(guī)的潔凈的電極表面，蒸發(fā)溶劑得到高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器。溶劑中可以添加納芬(Nafion)等高分子作為分散劑，濃度為0. lg/ml。另外，在本發(fā)明中若采用小粒徑如1-1000納米粒徑的氧化鐵為敏感物質(zhì)可以得到更高的靈敏度和更快的響應(yīng)速度。有益效果1、不使用昂貴的貴金屬或易失活的酶作為敏感物質(zhì)，而使用易于獲得的氧化鐵作為電極敏感物質(zhì)，具有成本低廉，性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，因而具備光明的大規(guī)模應(yīng)用前景；
2、可采用滴涂方法直接將氧化鐵的分散液涂覆于電極表面制得敏感膜，工序簡(jiǎn)單，重現(xiàn)性好；3、采用小粒徑氧化鐵粒子作為敏感材料，可以獲得高靈敏度氧化鐵修飾敏感膜。 由于小粒徑如粒徑在1-1000納米的氧化鐵具有高效電子傳輸和光子激發(fā)所需的尺度特性，比本體材料有更高的靈敏度和較寬的檢測(cè)限，所以可以大大提高本傳感器的靈敏度和檢測(cè)限；4、可以采用Nafion等聚合物作為分散劑以提高本傳感器在不同目標(biāo)體系中的適應(yīng)性；5、該傳感器在多巴胺、抗壞血酸等干擾物質(zhì)存在時(shí)依然對(duì)葡萄糖具有良好的選擇性。


圖1是本電化學(xué)傳感器在有無葡萄糖時(shí)的循環(huán)伏案對(duì)比圖，a為存在葡萄糖的pH =7. 5的磷酸鹽緩沖溶液傳感器的循環(huán)伏案曲線，b為不含葡萄糖pH = 7. 5的磷酸鹽緩沖溶液中傳感器的循環(huán)伏案曲線。圖2是本傳感器在多巴胺、抗壞血酸共存下對(duì)葡萄糖的選擇響應(yīng)圖。a為只含葡萄糖的循環(huán)伏安曲線，b為同時(shí)含葡萄糖和鹽酸多巴胺的循環(huán)伏安曲線，c為同時(shí)包含葡萄糖、鹽酸多巴胺、抗壞血酸的循環(huán)伏安曲線。
具體實(shí)施例方式本敏感電極包括玻碳電極、氧化鐵敏感膜。敏感膜由以下方法得到將氧化鐵粉末分散到溶劑中中獲得均勻的分散液，將分散液滴涂于玻碳電極表面經(jīng)干燥得到敏感膜。實(shí)施例1本實(shí)施例包括玻碳電極、氧化鐵敏感膜。敏感膜由以下方法得到將0. 5g市售氧化鐵分散到20mL乙醇中，超聲十分鐘獲得均勻的分散液，取0. OlmL分散液滴涂于玻碳電極表面，30 V蒸發(fā)溶劑得到敏感膜。實(shí)施例2本實(shí)施例包括玻碳電極、氧化鐵敏感膜。敏感膜由以下方法得到將0. 5g市售超細(xì)氧化鐵(粒徑20納米)分散到20mL水中，超聲十分鐘獲得均勻的分散液，取O.OlmL分散液滴涂于玻碳電極表面，30 V蒸發(fā)溶劑得到敏感膜。實(shí)施例3本實(shí)施例包括玻碳電極、氧化鐵敏感膜。敏感膜由以下方法得到將0. 5g市售氧化鐵(粒徑20納米)、0. 2g Nafion分散到20mL乙醇中，超聲十分鐘獲得均勻的分散液，取 O.OlmL分散液滴涂于玻碳電極表面，30 V蒸發(fā)溶劑得到敏感膜。檢測(cè)實(shí)驗(yàn)實(shí)施例檢測(cè)試驗(yàn)在CHI660D電化學(xué)工作站及三電極體系上進(jìn)行，參比電極為飽和甘汞電極，對(duì)電極為鉬電極，工作電極采用本發(fā)明實(shí)施例2制備的電化學(xué)傳感器，并以pH = 7. 5的 0. ImM磷酸鹽緩沖液為底液，循環(huán)伏安曲線如圖1，在優(yōu)化條件下該葡萄糖電化學(xué)傳感器的線性范圍為0. 015到8mM，檢出限為6 μ M，ImM抗壞血酸和ImM鹽酸多巴胺對(duì)該傳感器檢測(cè)葡萄糖不產(chǎn)生干擾，如圖2所示。
權(quán)利要求
1.一種高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器，其特征在于電極表面為氧化鐵敏感膜層。
2.制備權(quán)利要求1所述的高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器的方法，其特征在于先將氧化鐵分散到溶劑中超聲分散得到均勻的分散液，分散液濃度為0. 001 3. Og/ml，然后，將分散液滴涂于常規(guī)的潔凈的電極表面并蒸發(fā)溶劑得到高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器的方法，其特征在于，所述的溶劑為乙醇或水。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器的方法，其特征在于溶劑中添加納芬作為分散劑，濃度為0. lg/ml。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器，為在常規(guī)電極表面設(shè)有氧化鐵敏感膜層。制備所述的高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器的方法，先將氧化鐵采用常規(guī)方法分散到溶劑中超聲分散得到均勻的分散液，分散液濃度為0.001～3.0g/ml，然后，將分散液滴涂于常規(guī)的潔凈的電極表面，蒸發(fā)溶劑得到高選擇性葡萄糖電化學(xué)傳感器。氧化鐵粉末經(jīng)溶劑分散后可以很容易地涂覆于電極表面，所制得的電化學(xué)傳感器測(cè)定葡萄糖不僅穩(wěn)定性好，檢測(cè)限和靈敏度高，而且在多巴胺、抗壞血酸、尿酸的存在下，仍然對(duì)葡萄糖具有擇性響應(yīng)特性，因而有望在生物、醫(yī)學(xué)、食品等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01N27/327GK102183563SQ20111004802
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者曹霞 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)