[发明专利]一种高选择性葡萄糖电化学传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电化学传感器领域，具体涉及一种高选择性葡萄糖电化学传感器及其制备方法。

背景技术

葡萄糖是人体内新陈代谢不可缺少的营养物质，它的氧化反应放出的热量是人类生命活动所需能量的重要来源。正常人血浆中葡萄糖含量为3.89-6.11mmol/L，尿中一般不含游离葡萄糖，糖尿病患者尿中的含量变化较大。血液或尿中游离葡萄糖含量的测定，是临床常规检验的一个项目。

电化学传感器由于灵敏度高、选择性好、响应时间短、所需仪器设备价格低廉等优点而广泛应用于生命物质的直接电化学检测，但是人体内共存的多巴胺、尿酸、抗坏血酸等物质的氧化还原电位与葡萄糖相近，在电化学检测中会对葡萄糖氧化峰产生较大的干扰。开发高灵敏度的用于检测体内葡萄糖浓度的微小变化的、高选择性的能排除多巴胺、尿酸、抗坏血酸等对葡萄糖检测的干扰的高选择性葡萄糖电化学传感器具有重要的科学意义和实用价值。

高纯氧化铁是生产软磁铁氧体所需的一种重要原材料，并在颜料、高密度磁记录、气体传感器、催化、功能陶瓷、透明颗粒磁性材料等诸多领域有着广泛和潜在的应用。但截至目前，一般都认为氧化铁不具备电化学活性，对氧化铁在电化学生物监测领域的应用还较为少见。由于氧化铁价廉、易得，并具有较好的化学稳定性，因此，如果能利用氧化铁材料制备电化学传感器将具有重要的科学意义和实用价值。

发明内容

为了解决现有技术存在的灵敏度低、选择性差的问题，本发明提供了一种高选择性葡萄糖电化学传感器的制造方法，使用常见的氧化铁材料作为电极敏感物质，经济环保、高效稳定，是一种灵敏度高、稳定性高、选择性高的检测葡萄糖的电化学传感器。

本发明的技术方案是：一种高选择性葡萄糖电化学传感器，为在常规电极表面设有氧化铁敏感膜层。

制备所述的高选择性葡萄糖电化学传感器的方法，先将氧化铁采用常规方法分散到溶剂中超声分散得到均匀的分散液，分散液浓度为0.001～3.0g/ml，然后，将分散液滴涂于常规的洁净的电极表面，蒸发溶剂得到高选择性葡萄糖电化学传感器。

溶剂中可以添加纳芬(Nafion)等高分子作为分散剂，浓度为0.1g/ml。

另外，在本发明中若采用小粒径如1-1000纳米粒径的氧化铁为敏感物质可以得到更高的灵敏度和更快的响应速度。

有益效果：

1、不使用昂贵的贵金属或易失活的酶作为敏感物质，而使用易于获得的氧化铁作为电极敏感物质，具有成本低廉，性能稳定的优点，因而具备光明的大规模应用前景；

2、可采用滴涂方法直接将氧化铁的分散液涂覆于电极表面制得敏感膜，工序简单，重现性好；

3、采用小粒径氧化铁粒子作为敏感材料，可以获得高灵敏度氧化铁修饰敏感膜。由于小粒径如粒径在1-1000纳米的氧化铁具有高效电子传输和光子激发所需的尺度特性，比本体材料有更高的灵敏度和较宽的检测限，所以可以大大提高本传感器的灵敏度和检测限；

4、可以采用Nafion等聚合物作为分散剂以提高本传感器在不同目标体系中的适应性；

5、该传感器在多巴胺、抗坏血酸等干扰物质存在时依然对葡萄糖具有良好的选择性。

附图说明

图1是本电化学传感器在有无葡萄糖时的循环伏案对比图，a为存在葡萄糖的pH＝7.5的磷酸盐缓冲溶液传感器的循环伏案曲线，b为不含葡萄糖pH＝7.5的磷酸盐缓冲溶液中传感器的循环伏案曲线。

图2是本传感器在多巴胺、抗坏血酸共存下对葡萄糖的选择响应图。a为只含葡萄糖的循环伏安曲线，b为同时含葡萄糖和盐酸多巴胺的循环伏安曲线，c为同时包含葡萄糖、盐酸多巴胺、抗坏血酸的循环伏安曲线。

具体实施方式

本敏感电极包括玻碳电极、氧化铁敏感膜。敏感膜由以下方法得到：将氧化铁粉末分散到溶剂中中获得均匀的分散液，将分散液滴涂于玻碳电极表面经干燥得到敏感膜。

实施例1

本实施例包括玻碳电极、氧化铁敏感膜。敏感膜由以下方法得到：将0.5g市售氧化铁分散到20mL乙醇中，超声十分钟获得均匀的分散液，取0.01mL分散液滴涂于玻碳电极表面，30℃蒸发溶剂得到敏感膜。

实施例2

本实施例包括玻碳电极、氧化铁敏感膜。敏感膜由以下方法得到：将0.5g市售超细氧化铁(粒径20纳米)分散到20mL水中，超声十分钟获得均匀的分散液，取0.01mL分散液滴涂于玻碳电极表面，30℃蒸发溶剂得到敏感膜。

实施例3