[发明专利]一种SnO2/Au修饰的葡萄糖氧化酶电极及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及医学检测技术领域，具体涉及一种SnO₂/Au修饰的葡萄糖氧化酶电极及其制备方法和应用。

背景技术

糖尿病是继心血管病和肿瘤之后的第三大非传染性疾病，已成为严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题。因而，简单、迅速地检测和诊断血液中葡萄糖含量对糖尿病的预防和治疗有着重要的意义。是否患有糖尿病，主要是根据病人血液中葡萄糖的浓度水平来判断的，因此如何快速准确地测试葡萄糖浓度是需要解决的关键问题。

目前，测试血液葡萄糖浓度的方法主要有3种：显色法、酶电极法和荧光方法。三种方法各有优点，酶电极法由于速度快、检测方法简单，正被越来越多地使用。它的工作原理是基于对固定在特定载体上的葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase，GOD)催化氧化葡萄糖时产生的过氧化氢电流的检测。因此，酶的固定化是传感器制备过程中最关键的步骤.。

SnO₂作为一种重要的宽能级半导体金属氧化物，具有独特的光学，电学性能，已应用到太阳能电池、气体传感器、电极材料、场效应管等诸多领域，受到了各国科学家极大的关注。到目前为止，SnO₂纳米线制备方法主要有：氧化铝模板法、化学气相沉积法和自蔓延高温合成-喷射法等。氧化铝模板法是通过多孔氧化铝模板(AAO)来限制所需材料生长的介质环境，即在有纳米尺度的孔穴衬底上淀积生长纳米线材料。其最大的优点在于所制备出的SnO₂纳米线排列高度有序，构成阵列。此方法的缺点是二次阳极氧化制备AAO模板时，电能消耗较大，整个工艺操作较为繁锁，限制了其应用。化学气相沉积法(CVD)是利用含有所需制备元素的一种或几种气相化合物或单质在衬底表面上进行化学反应而获得纳米材料的方法。其材料的制备包括：气体扩散、反应气体在衬底表面的吸附、表面反应、成核和生长以及气体解吸、扩散挥发等步骤。化学沉淀法的优点是工艺比较简单，纯度较高；缺点是沉积时间长， 生长速度慢，产量比较小。

本发明克服现有技术的制备复杂、响应速度慢等缺点，提供一种SnO₂/Au 修饰的葡萄糖氧化酶电极及其制备方法和应用，具有制备简单、灵敏度高、响应速度快等优点，适合工业化推广使用。

金纳米粒子具有比表面积大、表面反应活性高、表面活性中心多、吸附能力强以及有比较良好的稳定性和催化性能等特点。在酶传感器中使用纳米材料，不仅可以增加酶的吸附量和稳定性，而且还可以提高酶的催化活性，使酶电极的电流响应灵敏度得到显著提高。SnO₂/Au复合纳米粒子制备方法简单，其修饰的酶电极电响应信号好，适合工业化推广使用。

发明内容

本发明提供了一种SnO₂/Au修饰的玻碳电极，其特征在于，包括SnO₂/Au复合纳米粒子，玻碳电极；其中，所述SnO₂/Au复合纳米粒子修饰在所述玻碳电极上。

本发明提供了一种SnO₂/Au修饰的葡萄糖氧化酶电极，其特征在于，包括葡萄糖氧化酶，和如权利要求1所述SnO₂/Au修饰的玻碳电极；其中，所述葡萄糖氧化酶采用交联法固定在SnO₂/Au复合纳米粒子修饰的玻碳电极的表面。

本发明还提供了一种SnO₂/Au修饰的葡萄糖氧化酶电极的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

步骤一：玻碳电极进行预处理：

先将所述玻碳电极用氧化铝粉末抛光，然后用二次蒸馏水进行冲洗，再依次在丙酮、硝酸溶液、NaOH溶液和二次蒸馏水进行超声清洗；

步骤二：制得SnO₂/Au修饰的玻碳电极：

将SnO₂/Au复合纳米粒子分散于pH值为6-8的PBS溶液，取3-10μL滴加到经预处理的玻碳电极表面之后，用高纯氮气将玻碳电极吹干，得到SnO₂/Au修饰的玻碳电极；

步骤三：制得SnO₂/Au修饰的葡萄糖氧化酶玻碳电极：

将葡萄糖氧化酶溶液、戊二醛、Nafion溶液混合均匀后，取混合液3-10μL滴加到经SnO₂/Au修饰的玻碳电极表面，于室温中自然晾干。

本发明中，所述步骤二中的SnO₂/Au复合纳米粒子是通过以下方法制得：