[发明专利]一种基于MXene-SWCNTs纳米复合材料修饰的GCE电极

说明书

本发明公开了一种基于MXene‑SWCNTs纳米复合材料修饰的GCE电极，属于电化学传感器技术领域。本发明的GCE电极通过在GCE基底上形成MXene‑SWCNTs纳米复合材料结构层而得到，电极结构简单，制作过程简单，具有较高的电化学性能、稳定性、可再生性和生物相容性，可应用于临床诊断的便携式分析设备、病情实时监控和人体健康监测等领域。

技术领域

本发明属于电化学传感器技术领域，具体涉及一种基于MXene-SWCNTs纳米复合材料修饰的GCE电极及其制备方法和应用。

背景技术

神经递质是人体中一种具有特殊作用的信使分子，在中枢神经系统中对调节神经的生理功能具有重要意义，且其在人体中的含量与一些疾病密切先关。血清素（5-HT）作为一种重要的单胺类神经递质，一系列人类行为问题以及人格和情绪障碍都与其密切相关。此外，5-HT本身就是一种抗抑郁药，其水平的变化往往会引起人体的一系列疾病。例如，较低的水平会导致抑郁、冲动和暴力行为，而较高的水平会导致血清素综合征，其中最典型的疾病就是抑郁症和阿尔兹海默病。同时，5-HT被认为是第三重要的内源性胃肠道神经递质，与胃肠道菌群失调等肠道疾病密切相关，在一定程度上会影响人类的行为功能。因此建立细胞内5-HT信号分子的原位监测技术，能够特异性地快速、灵敏的监测5-HT水平的变化，从而及时采取治疗措施，避免产生一系列的疾病，临床上对5-HT水平的灵敏检测对于疾病的早期诊断和治疗具有至关重要的作用，这也是迫切需要探索开发出监测细胞中5-HT水平的技术的理由。

目前，基于物理信号监测的传感器迅速发展，并在人类活动健康监测和个性化治疗方面展示了巨大的应用前景。电化学传感器则是获取生物体内信号分子丰富化学信息的强有力监测工具，由于其具有良好的力学性能、灵敏度和稳定性等特性而广泛应用到健康监护系统中。然而，与当前发展迅猛的物理传感器相比，电化学传感器对材料的导电性和电化学惰性要求更高，导致电化学设备发展相对缓慢。

发明内容

本发明提供一种基于MXene-SWCNTs纳米复合材料修饰的GCE电极及其制备方法，在GCE基底上形成MXene-SWCNTs纳米复合材料结构层，电极结构简单，制作过程简单，具有较高的电化学性能、稳定性、可再生性和生物相容性，可应用于临床诊断的便携式分析设备、病情实时监控和人体健康监测等领域。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于MXene-SWCNTs纳米复合材料修饰的GCE电极，包括GCE基底，在GCE基底上设置有MXene-SWCNTs纳米复合材料层。

进一步地，所述MXene-SWCNTs纳米复合材料层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，采用液相刻蚀法制备MXene；

步骤2，将MXene和SWCNTs通过自组装法得到MXene-SWCNTs纳米复合材料；

步骤3，将MXene-SWCNTs纳米复合材料的溶液涂覆在预处理的GCE基底表面，即可得到MXene-SWCNTs纳米复合材料层。

更进一步地，步骤2中所述自组装法是将MXene溶液和SWCNTs溶液混合后进行超声，从而得到MXene-SWCNTs纳米复合材料溶液。

上述GCE电极的制备方法，包括以下步骤：

S10 对GCE基底进行抛光预处理；

S20 采用液相刻蚀法制备MXene；

S30 将MXene溶液和SWCNTs溶液混合后进行超声，得到MXene-SWCNTs纳米复合材料的溶液；

S40 采用滴定法，将MXene-SWCNTs纳米复合材料的溶液滴加在抛光的GCE基底上，晾干后得到所述GCE电极。