[发明专利]一种电活性离子液体基介孔硅修饰电极的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电活性离子液体基介孔硅修饰电极的制备方法及应用，特别涉及一种以离子液体有机化修饰的介孔硅为基底固载电活性小分子的化学修饰电极的制备方法及应用，属于电化学无酶传感器的制备领域。

背景技术

构筑稳定、高效、灵敏的电化学传感器是目前电分析化学领域中的一个热点方向。

过氧化氢是各种人体代谢一系列酶促反应的重要副产物。它不但可以加速人体衰老，而且还与老年痴呆，帕金森氏病等有密不可分的关系。通过对过氧化氢浓度的检测，可以监测人体的各项机能以及预测相关的疾病。

目前测定过氧化氢的方法有许多种，例如荧光光度法、滴定法、电化学法、色谱法、化学发光法、分光光度法。其中电化学分析法，尤其是基于各种媒介体和氧化还原酶的第二代电化学生物传感器的相关研究最为广泛，因为它具有专一性强、灵敏度高、线性范围较宽及响应快速等优点，被人们所广泛利用。但是，受酶的稳定性(如酶的活性随时间降低)及酶在极端条件下耐受性差(温度对活性的影响)等不利因素的影响，构建无酶传感器实现对过氧化氢的检测是研究者们努力的方向之一。

在众多的化学修饰电极材料中，介孔材料具有孔道尺寸可调，比表面积大、机械性能高、化学及热稳定性好等不可比拟的优点。目前的大量研究表明，利用介孔硅作为酶等催化剂载体，不但可以提高催化剂的固载量而且还能够为催化过程中物质的扩散、传输提供足够空间，从而极大促进催化的反应效率，该特点使介孔硅在生物催化领域得到了广泛应用。在电化学领域，将介孔材料作为修饰电极材料应用于电化学的研究也受到了研究者们的关注。目前，介孔硅主要局限于第三代电化学生物传感器的研究。这是由于介孔硅表面富含的羟基难以与电子媒介体在温和条件下直接发生离子交换，因而导致其无法实现电子媒介体的有效固载，从而限制了其在其他类型传感器中的应用。针对于此，对介孔硅进行表面改性，利用化学修饰方法将具有离子交换性的官能团修饰于介孔硅表面，进而提高介孔硅与电子媒介体间的反应活性是解决这一问题的有效途径。

离子液体是近年发展起来的全新介质，与常规溶剂相比，离子液体具有无显著蒸汽压，导电性好，热稳定性高等众多优点，目前已在生物传感器、催化等许多科研领域成为研究热点。此外，离子液体还具有离子交换性。近期研究发现并证明铁氰根离子与咪唑基离子液体之间存在很强的离子交换作用。由于铁氰根离子作为电化学体系中最常用的电子媒介体之一。这一发现，促使研究者们开展了一系列关于离子液体和铁氰根离子的实验。本申请者利用该性质制备了电活性的溶胶-凝胶材料。毛兰群研究组利用咪唑阳离子与铁氰根离子之间的特殊结合作用，使用咪唑基聚合离子液体、碳纳米管复合体系同时固载铁氰根离子与葡萄糖氧化酶，实现了对葡萄糖的抗干扰测定。Shahla Fathi使用氨基修饰化MCM41固载铁氰根离子制备碳糊电极实现了对过氧化氢浓度的测定。目前经检索，还没有研究者使用离子液体基介孔硅固载铁氰根离子制备电活性修饰电极，进行电化学催化过氧化氢的研究，这与现有研究中铁氰根离子与过氧化氢的化学反应机理不明确有一定关系。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种电活性离子液体基介孔硅修饰电极的制备方法及应用。该方法以离子液体修饰的介孔硅为载体，通过固载铁氰根离子，制备电活性化学修饰电极，实现了对过氧化氢浓度的电化学检测。此外，通过对该电极的基本电化学性质，以及对过氧化氢的催化性能的研究，能够为后续第二代电化学生物传感器的构筑奠定基础。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种电活性离子液体基介孔硅修饰电极的制备方法，具体包括如下步骤：

a、配制1.0-2.0mg/mL的离子液体修饰化介孔硅的固体颗粒(MesoSi-IL)分散液和质量分数为1％-3％的聚乙烯醇溶液；

b、取步骤a中配制好的离子液体修饰化介孔硅固体颗粒分散液与上述为聚乙烯醇溶液进行混合，混合后介孔硅固体颗粒分散液浓度为0.95-1.9mg/mL，聚乙烯醇溶液的质量分数为0.5‰-1.5‰，混合液经漩涡混合均匀，制成滴涂液；

c、滴涂电极：将步骤b中已配好的滴涂液漩涡，取5-8μL滴涂液于玻碳电极上，隔夜干燥；

d、MesoSi-IL-Fe(CN)₆^3-/PVA修饰电极的制备