[发明专利]一种基于铜银双金属的柔性无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法

说明书

本发明公开一种基于铜银双金属的柔性无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法，包括如下步骤：水热法制备出的铜纳米线分散在异丙醇中，抽滤至聚四氟乙烯滤膜上，通过压片法使铜纳米线从滤膜转移至聚对苯二甲酸丁二脂塑料(PET)薄片表面，并将此作为传感器的柔性导电基板；将柔性导电基板浸泡在1mM的硝酸银溶液中，避光条件下进行置换反应15分钟，得到柔性无酶葡萄糖电化学传感器。本发明利用电化学方法监测银纳米片和铜纳米线与葡萄糖催化氧化反应产生的电信号，以实现对葡萄糖的检测。该传感器具有成本低、制备简单、灵敏度高、线性范围宽、选择性好等优点。

技术领域

本发明属于葡萄糖检测领域，涉及一种用于葡萄糖检测的电化学传感器的制备方法，具体涉及一种基于铜银双金属的柔性无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法。

背景技术

葡萄糖是生命活动中不可缺少的物质，它能为人体日常的新陈代谢提供能量。葡萄糖的准确测量对于健康饮食和糖尿病诊断有着重要的意义。目前家用血糖传感器大多采用葡萄糖氧化酶构成，酶具有良好的选择性，但酶的固定化成本较高，且活性极易受到温度、湿度的影响。为了解决这些问题，近几年来基于葡萄糖直接氧化的无酶葡萄糖传感器得到了研究者们的关注。目前，玻碳电极和氧化铟锡玻璃是两种最常用的导电基板用于负载活性材料制备成传感器，但价格昂贵和复杂的制备工艺使玻碳电极必须要回收利用，铟的稀有和金属氧化物的脆性限制了氧化铟锡玻璃的生产。从而，找到传统导电基板的替代品具有重要的意义。

金属铜价格低廉、资源丰富、导电性好。铜纳米线作为一维纳米材料具有和块体材料不同的物理化学性质，比如限定的电子传输通道，良好的延展性及便捷的表面改性。目前基于铜纳米线的无酶葡萄糖传感器大多是将铜纳米线固定在玻碳电极或者氧化铟锡玻璃上进行葡萄糖的检测。最近有研究显示铜纳米线可以固定在聚对苯二甲酸丁二脂塑料(PET)上形成的铜纳米线网络/PET复合材料，该柔性复合材料的可弯曲性、高透过率和高导电性使其主要应用在光电设备上。然而，这种柔性复合材料并没有作为导电基板应用于无酶葡萄糖电化学传感器领域。另一方面，双金属纳米材料的协同作用使其具有相比于单一金属更高的电催化活性和稳定性。金属银相比其他贵金属有价格优势，并且有很好的导电性、无毒性、抗氧化性。基于铜银双金属的传感器已显示出较好的葡萄糖检测性能，但纳米银主要是通过多元醇法和水热法合成后混合粘结剂固定在活性材料上。粘结剂易使活性材料团聚从而降低活性材料的活性面积，并且容易产生较强的扩散电阻。置换反应可以通过纳米铜还原硝酸银中的银离子，使纳米银直接生长在铜纳米线上，不需要粘结剂固定，使葡萄糖能够与活性材料直接接触。但是现有技术中还没有用置换反应制备铜银双金属的传感器的先例，因此需要一种技术将上述各材料的优点集合起来，使得制备的葡萄糖检测的电化学传感器使用成本低廉，选择性好，具备较大推广应用价值。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种制备简单、环境友好、成本低廉的基于铜银双金属的柔性无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法。本发明通过调控硝酸银的浓度和置换反应的时间实现银纳米片/铜纳米线/PET的制备，该铜银双金属的柔性无酶葡萄糖电化学传感器具有成本低、制备简单、灵敏度高、线性范围宽、选择性好、可弯曲等优势。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于铜银双金属的柔性无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将氯化铜、葡萄糖和十八胺溶解在超纯水中，利用水热法合成铜纳米线，将铜纳米线分散在挥发性溶剂中形成混合溶液；

步骤2、取部分混合溶液通过滤膜进行过滤，将铜纳米线从滤膜转移柔性基板上；

步骤3、将步骤2中覆盖有铜纳米线的柔性基板真空干燥后，即作为传感器的柔性导电基板；

步骤4、将步骤3中柔性导电基板浸入硝酸银溶液中置换反应，使铜纳米线表面生长出银纳米片；